Acustica

Acustica

PRACTICA Nº 3
ACUSTICA
OBJETIVOS DE LA PRACTICA
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Analizar experimentalmente los conceptos básicos de ondas sonoras:
Comprobar que el sonido se comporta como una onda.
Comprobar que el sonido tiene distinta rapidez de acuerdo al medio donde se propaga.

TEORIA RELACIONADA
La acústica es una parte de la física que estudia el origen, propagación, propiedades
del sonidoy sus aplicaciones.
Todas las ondas elásticas en las cuales la perturbación, sea esta una deformación, una
presión o el desplazamiento de materia que contenga muchos átomos, se propaga con una
velocidad que depende de las propiedades elásticas del medio.
Las ondas sonoras son ondas longitudinales que viajan a través de cualquier medio
material (gases, sólidos y líquidos) con una velocidadque depende de las propiedades del
medio en el cual se propagan, las partículas del medio van a vibrar para producir un cambio de
densidad y presión a lo largo de la dirección de propagación del movimiento de la onda, las
partículas se mueven paralelas a la propagación, entonces los desplazamientos son
longitudinales. Esto da como resultado una serie de regiones de alta y baja presión llamadascondensaciones y rarefacciones.

Si una fuente de onda sonora vibra senoidalmente, las variaciones de presión también
serán senoidales.

Encontramos tres categorías de ondas mecánicas longitudinales que cubren diferente rangos
de frecuencia:
1. Ondas Audibles: Entre 20 Hz y 2000 Hz (Sensitivas al oído humano) ejemplos:
instrumentos musicales, cuerdas vocales y altavoces.
2. OndasInfrasónicas: Son ondas con frecuencias por debajo del rango audible. Las
ondas de terremoto son un ejemplo de ellas.
3. Ondas Ultrasónicas: Son ondas con frecuencia por encima del rango audible. Se
pueden generar por cristales de cuarzo induciendo vibraciones al aplicar un campo
eléctrico (E) alternamente.

Un traductor es un dispositivo que transforma un tipo de potencia a otro. Como ejemplotenemos los altavoces, los cristales de cuarzo, agujas magnéticas y de cerámica de los
tocadiscos.

Velocidad de Onda Sonora
Las ondas sonoras son ondas de compresión que se mueven a través de un medio
comprensible, tal como el aire. La región de aire comprimido corresponde a una variación
de presión en el aire. La rapidez de las ondas depende de la comprensibilidad del medio y
de la inercia demismo.

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V = √ B/ρ
B = Modulo o constante volumétrica
ρ = Densidad de Masa
Donde el modulo volumétrico se define como:
B= - ∆P/∆V/V
Toda esta expresión representa la razón del cambio de presión (∆P) con la fracción resultante
del cambio de volumen.
El sonido no se propaga en el vacío.

Ondas Sonoras Armonicas:

Si la fuente de una onda longitudinal, como una membrana envibración, oscila con un
movimiento armónico simple, la perturbación que resulta también será armónica. Al producirse
ondas armónicas unidimensionales la región que presenta una alta presión se llama
condensación por lo que la densidad y la presión se encuentran por encima de sus valores de
equilibrio. En aquellas regiones de baja presión son llamadas rarefacciones en donde la
densidad y la presióncaen por debajo de los valores de equilibrio.
Las distancias entre dos condensaciones sucesivas (o entre dos rarefacciones
sucesivas) es igual a una longitud de onda (λ).

Si S(x,t) es el desplazamiento de un pequeño elemento del volumen medido desde su
posición de equilibrio, se puede expresar:
S(x,t) = Sm . Cos (Kx – Wt)

Donde: Sm= Máximo desplazamiento a partir del equilibrio.
K= Nro deOndas
W=Velocidad angular
La variación de presión (∆P) también va a ser armónica ∆P= ∆pm. Cos (Kx-Wt) en
donde ∆pm representa el cambio máximo de presión desde su valor inicial, esta a su vez
se puede expresar por la ecuación:
∆P= ρ.V.W.Sm en donde W. Sm es la velocidad longitudinal máxima. Comparando las
ecuaciones de desplazamiento y la variación de presión tenemos que ambas ondas...