acustica

ACÚSTICA


Desde el punto de vista físico, el sonido es una perturbación mecánica que se propaga en forma de onda a través de un medio elástico a una velocidad característica de ese medio

Desde el punto de vista de un receptor humano podemos definir el sonido como el fenómeno físico que provoca una sensación auditiva en el oyente.
ORIGEN DEL SONIDO


 
 
El sonido tiene su origen enlas vibraciones mecánicas de la materia, tanto en estado sólido como líquido o gaseoso, que se propagan en forma de ondas de presión sonoras en todas las direcciones.
El proceso de generación de una onda sonora, por lo general, tiene su origen en un sólido en vibración que arrastra las partículas de aire en contacto con el mismo, produciendo de forma alternativa depresiones y sobre presiones(compresiones) que se van transmitiendo a las capas de aire adyacentes, dando lugar a una onda de presión que se propaga con movimiento ondulatorio en todas las direcciones alejándose del foco.

VELOCIDAD DEL SONIDO

Es la velocidad a la que se propagan las ondas sonoras en un medio elástico y depende de las características de dicho medio.

VELOCIDAD DEL SONIDO EN LOS GASES

A partir de lascaracterísticas del medio, por ejemplo para un gas puede demostrarse que la velocidad de propagación de una onda de presión (sonora) está dada por la ecuación:


Siendo γ el coeficiente de dilatación adiabática, R la constante universal de los gases, T la temperatura en kelvin y M la masa molar del gas. Los valores típicos para la atmósfera estándar a nivel del mar son los siguientes:
γ = 1,4
R= 8,314 J/mol·K = 8.314 kg·m2/mol·K·s2
T = 293,15 K (20 °C)
M = 0,029 kg/mol para el aire

VELOCIDAD DEL SONIDO EN LOS SÓLIDOS
En sólidos la velocidad del sonido está dada por:

donde E es el módulo de Young y ρ es la densidad. De esta manera se puede calcular la velocidad del sonido para elacero, que es aproximadamente de 5.148 m/s.


La velocidad del sonido en el agua es de interéspara realizar mapas del fondo del océano. En agua salada, el sonido viaja a aproximadamente 1.500 m/s y en agua dulce a 1.435 m/s. Estas velocidades varían principalmente según lapresión, temperatura y salinidad.
La velocidad del sonido (v) es igual a la raíz cuadrada delMódulo de compresibilidad (K) entre densidad (ρ).






















VELOCIDAD DEL SONIDO EN EL AIREExperimentalmente se ha encontrado que la velocidad de propagación del sonido en el aire varia 0.6m/s por cada grado Celsius de temperatura; por lo tanto por lo tanto se puede calcular la velocidad del sonido en el aire en función de la temperatura utilizando la expresión:

V = V0 + 0.6( m/s * °C) * t

Donde V0 es la velocidad del sonido en el aire a 0°C (331.7m/s).PROBLEMAS



1. El oído humano percibe sonidos cuyas frecuencias están comprendidas entre 20 y 20000 hertz . Calcular la longitud de onda de los sonidos extremos, si el sonido se propaga en el aire con la velocidad de 330 ms-1.
Al ser = v/, las longitudes de onda correspondientes a los sonidos extremos que percibe el oído humano serán, respectivamente:

2.    Un foco sonoro colocado bajo elagua tiene una frecuencia de 750 hertz y produce ondas de 2 m. ¿Con qué velocidad se propaga el sonido en el agua?
La velocidad de propagación viene dada por la ecuación:


3.  Se ha comprobado que cierto pájaro tropical vuela en cuevas totalmente oscuras. Para sortear los  obstáculos utiliza el sonido, pero la frecuencia más elevada que puede emitir y detectar es de 8000 Hz. Evaluar el tamaño delos objetos más pequeños que puede detectar.
Suponiendo que la velocidad del sonido es 340 ms-1, la longitud de la onda sería:     







ACÚSTICA    UNIDAD 3    TALLER No  3 - 1



BIBLIOGRAFÍA

1.    www.fisicaalberto2011.blogspot.com  Blog. Podrá encontrar fundamento teórico y práctico, talleres, cuestionarios, videos y direcciones de  páginas interactivas
2.    Física...