Fisica - Ondas elasticas

Cátedra
Física I
(Materia homogénea del primer nivel para carreras de ingeniería mecánica, eléctrica,
electrónica, química, industrial, sistemas de información, metalúrgica )

2013. Ing. Sebastián P. Ferreyra

Prof. Adj.: Ing. Sebastián P. Ferreyra

Departamento Materias Básicas
UTN.FRC
2013
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Programa analítico resumido
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Unidad 1: Mediciones y errores
Unidad 2: Óptica geométrica
Unidad 3: Cinemática del punto
Unidad 4: Fundamentos de la dinámica
Unidad 5: Dinámica de la partícula
Unidad 6: Dinámica de los sistemas
Unidad 7: Cinemática del sólido
Unidad 8: Dinámica del sólido
Unidad 9: Estática
Unidad 10: Elasticidad
Unidad 11: Movimiento oscilatorio
Unidad 12: Ondas elásticasUnidad 13: Fluidos en equilibrio
Unidad 14: Dinámica de fluidos
Unidad 15: Movimiento en un fluido
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Unidad 12
Ondas Elásticas
Contenidos

12.1 Propagación de perturbaciones
12.2 Ondas en un medio elástico

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12.3 Ondas sonoras, intensidad, amplitud

12.4 Superposición de ondas, interferencia, onda estacionaria

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Contenido 12.3 (materialde apoyo)
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El sonido
Concepto de onda
Parámetros de ondas sonoras
Ecuación de onda sonora
Intensidad de ondas sonoras periódicas
Velocidad de propagación de ondas sonoras
Ondas sonoras en campo libre
Fenómenos asociados a la propagación de ondas sonoras
Representación temporal y espectral de ondassonora
La fuente sonora
Análisis espectral de señales sonoras
Nivel de presión sonora
Ley de variación de nivel de la inversa de los cuadrados de la distancia
Resumen
Referencias

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El sonido
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La acción de una fuerza actuando en un medio elástico (que puede
comprimirse) provoca una perturbación de las partículas en equilibrio.
Esta perturbación se traduce en variaciones de presiónrespecto a la
presión estática (atmosférica) (Beranek, 1961). Se define a esta presión
como presión sonora instantánea.

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Fuerza
Periódica

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Concepto de onda
Se denomina onda o proceso ondulatorio al fenómeno físico mediante el
cual una perturbación se propaga con velocidad finita de un punto a
otro del espacio sin que se produzca transporte neto demateria
(Harris, 1999).

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Si un fenómeno físico que ocurre en un lugar en un tiempo dado, se
reproduce en otros lugares en tiempos posteriores, siendo el retraso
temporal proporcional a la distancia de separación al primer lugar,
entonces el grupo de fenómenos constituyen una onda.

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Parámetros de ondas sonoras
La amplitud (A) es el
valorde presión máximo
relativo al equilibrio.

El periodo (T) es el
tiempo, en segundos,
transcurrido entre un

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máximo y el siguiente.
La longitud de onda () es la distancia, en metros, entre dos máximos
sucesivos.
La frecuencia (f) es la cantidad de ciclos o períodos (Hertz) ocurridos en un
segundo. El espectro de frecuencias de los sonidos audiblesestá comprendido
entre los 20 Hz y los 20000 Hz.
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Ecuación de onda sonora
ƒ=1/T
λ=c/ƒ
λ = c .T

k=2π/λ

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Vp = c = ω / k
s(x,t) = smax cos (kx – ωt + ϕ )

c=ƒ. λ

ΔP(x,t) = A sen (kx – ωt + ϕ )
ΔP(x,t) = A sen [(2π/λ)x - (2πƒ)t + ϕ]

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La variación de la presión del gas, DP, medida desde su valor de equilibrio,
también es periódica y estádada por
DP = DPmáx sen (kx – t)
La amplitud de presión A = DPmáx es el cambio máximo en la presión a
partir de su valor de equilibrio. La amplitud de presión es proporcional
a la amplitud de desplazamiento, smáx:

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= DPmáx = r v smáx
donde  smáx es la velocidad longitudinal máxima del medio frente al
émbolo. La variación de la presión en un gas es...