Oscar

Acústica (sonido)

Naturaleza del sonido
Cuando se produce una perturbación periódica en el aire se originan ondas longitudinales. Por ejemplo si se golpea con un martillo un diapasón las ramas vibratorias emiten ondas longitudinales y un oído que actúa como receptor de estas ondas periódicas las interpreta como sonido.
El termino sonido se usa en formas diferentes los fisiólogos lo definenen términos de las sensaciones auditivas producidas por perturbaciones longitudinales en el aire: la física por otro lado se refiere am las perturbaciones en si mas que las sensaciones producidas.
El sonido es una onda mecánica longitudinal que se propaga atreves de un medio elástico.
Dos cosas deben de existir a fin de que se produzca una onda sonora: una fuente mecánica de vibración y un medioelástico atreves del cual se pueda propagar la perturbación. Los sonidos se producen por materia vibrante. Por lo tanto el aire es necesario para transmitir el sonido.
Velocidad del sonido
La luz como el sonido viajan con velocidades finitas la velocidad de la luz es tan grande en comparación que puede considerarse instantánea. La velocidad del sonido puede medirse directamente al observar eltiempo requerido por las ondas para moverse atraves de una distancia conocida. En el aire a 0°C el sonido viaja a una velocidad de 331 m/s o 1087 ft/s
Los materiales más elásticos permiten mayores velocidades de onda en tanto que los materiales con mayor densidad retardan el movimiento de la misma.
Las velocidades del sonido en otros medios pueden encontrarse en las expresiones:
Para ondassonoras en una barra la velocidad del sonido está dada por:
v=Yp
Donde
V= velocidad
Y=modulo de Young
P=densidad.
En un sólido extendido la velocidad de la onda longitudinal es una fusión del moldulo de corte S el modulo volumétrico B y la densidad del medio. La velocidad de la onda puede calcularse a partir de:
v=B+4/3SP
Para ondas longitudinales en un fluido la velocidad se encuentraexpresada en:
v=Bp
Donde B es el modulo volumétrico para el fluido y p su densidad
Al calcular la velocidad de propagación de un sonido en un gas el volumen volumétrico es:
B=yP
Donde y es la constante adiabática (y)= 1.4 para el aire y gases diatónicos y P es la presión del as. Por consiguiente la velocidad de ondas longitudinales en un gas es :
v=Bp=yPp

Intensidad
La intensidad del sonidoes la potencia transferida por la onda sonora atraves de la unidad de área normal a la dirección de propagación
I=PA
Las unidades de la intensidad son la razón de la unidad de la potencia con una unidad de área: la unidad de intensidad más usual es el watt por centímetro cuadrado (W/cm), pero el micro Watt se sustituye frecuentemente como unidad de potencia
1μW=10E-6 W
La intensidad delsonido varia directamente con el cuadrado de la frecuencia f con el cuadrado de la amplitud A de una onda sonora dada .Simbólicamente la intensidad I es:
I=2Π2f2A2pv
En donde v es la velocidad del sonido en un medio de densidad p. El símbolo A en la ecuación se refiere a la amplitud de la onda sonora y no a la unidad de área.
La intensidad I del sonido audible apenas perceptible es del orden de10-16 W/cm¨2esta ha sido adoptada por los expertos en acústica como el cero de la intensidad del sonido.

Efecto Doppler
El efecto Doppler se refiere al cambio aparente en la frecuencia de un sonido cuando hay un movimiento relativo en la fuente y el oyente.
Cuando la fuente de ondas y el observador están en movimiento relativo con respecto al medio material en el cual la onda se propaga, lafrecuencia de las ondas observadas es diferente de la frecuencia de las ondas emitidas por la fuente. Este fenómeno recibe el nombre de efecto Doppler en honor a su descubridor.
La ecuación general del efecto Doppler es:
f=fiV+voV-vs
Donde:
f=frecuancia obsevada
fi=frecuancia de la fuente
V=velocidad del sonido
vo=velocidad del observador
vs=velocidad de la fuente
Nota: Las velocidades...