Fisica

Tema 2: Acústica Física
2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7. 2.8.
2.1. Introducción
Objetivo: Descripción, análisis y cuantificación de los fenómenos asociados a la propagación de ondas sonoras que determinan el campo acústico. Ondas mecánicas: Propagación de una perturbación en un medio con propiedades elásticas e inerciales. Elasticidad (aparición fuerzas restauradoras); Inercia (respuesta adichas fuerzas). Debido a las propiedades elásticas del medio material, la perturbación se transmite a partículas vecinas, y de estas a las siguientes, y así sucesivamente. La velocidad de transmisión dependerá de dichas propiedades. El movimiento ondulatorio transporta energía y cantidad de movimiento. El medio no se mueve en su conjunto.

Introducción. Descripción de una onda sonora. Intensidade impedancia. Absorción y atenuación del sonido. Espectros sonoros. Superposición de ondas acústicas. Medición del campo acústico. Reflexión y transmisión.

Tema 2: Acústica Física 78

2.1. Introducción
2.1.a. Tipos de ondas Según la perturbación: Desplazamiento, presión, térmicas, electromagnéticas, etc. Escalar o vectorial

Según la dirección de movimiento de las partículas:Transversales Longitudinales Mixtas

Según dimensión propagación energía: Uni- Bi- y Tri-dimensionales.
Según la duración: Pulsos y trenes de ondas

Tema 2: Acústica Física 79

2.1. Introducción 2.1.a. Tipos de ondas
Según la forma del frente de ondas:
Frente de Ondas: lugar geométrico de los puntos del medio que son alcanzados simultáneamente por la perturbación y que, en consecuencia, en cualquierinstante dado están en el mismo estado.

La dirección de propagación de la energía es perpendicular al frente de ondas, y la línea que define dicha dirección se denomina rayo. -Ondas planas: frentes de onda planos paralelos y los rayos son rectas paralelas -Ondas esféricas: frentes esféricos concéntricos y rayos radiales. Cuando la distancia es muy grande se comportan como planas -Ondascilíndricas: frentes superficie cilíndricos coaxiales -Ondas circulares: ondas bidimensionales en la superficie de un fluido. Frentes son circunferencias

Tema 2: Acústica Física 80

2.1. Introducción 2.1.b. Función de onda plana c t1 c(t2 t1) t2 = (x,t)

x2-x1=c(t2-t1)

x1

x2

x

x2-ct2=x1-ct1 =f(x-ct) onda en dirección positiva eje x

Si t cte (x) = forma onda en un instante. Si x cte(t) = cómo varía la magnitud en dicho punto

Tema 2: Acústica Física 81

2.1. Introducción 2.1.b. Función de onda plana
2

( x ct );
Solución particular: Onda armónica

x2

1 c2

2

t2

A sin( t kx) A sin 2

t x T frec. angular (rad / s ) f /2 frecuencia ( Hz ) T 1 / f periodo longitud de onda (m) k 2 / n º de onda c /T / k velocidad de fase
Tema 2: Acústica Física 82

2.1.Introducción 2.1.c. Fenómenos ondulatorios
EFECTO DOPLER

Movimiento del foco, del observador o de ambos
Acercamiento Alejamiento

variación de la frecuencia

mayor frecuencia menor frecuencia

f0

ff

c v0 c vf

Vínculo
Tema 2: Acústica Física 83

2.1. Introducción 2.1.c. Fenómenos ondulatorios
ONDA DE MACH

Cuando velocidad del foco es mayor que la velocidad de propagaciónde la onda

sin

c v

1 M

Vínculo
Tema 2: Acústica Física 84

2.1. Introducción 2.1.c. Fenómenos ondulatorios
ONDA DE MACH

Cuando velocidad del foco es mayor que la velocidad de propagación de la onda

sin

c v

1 M

Vínculo
Tema 2: Acústica Física 85

2.1. Introducción 2.1.c. Fenómenos ondulatorios
FENÓMENOS DE INTERFERENCIA

Superposición de ondas en un mediogeneradas por focos diferentes. Es una propiedad que determina si el fenómeno es ondulatorio o no. Ondas de distintas fuentes llegan a un punto, se superponen, y siguen su marcha sin modificarse.
1 2

A1 sin(kx1 A2 sin(kx2

t t

1

)
2

)

sina sinb 2sin
1 2

a b a b cos 2 2

2 A cos

k ( x1 x2 ) k ( x1 x2 ) sin 2 2
2 1)

t

A

2 A12 A2 2A1 A2 cos(

AT cos

2 Acos...