Acustik

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INTRODUCCIÓN A LA ACÚSTICA
Federico Miyara
1. INTRODUCCIÓN
La acústica es la ciencia que estudia los diversos aspectos relativos al sonido,
particularmente los fenómenos degeneración, propagación y recepción de las ondas
sonoras en diversos medios, así como su transducción, su percepción y sus variadas
aplicaciones tecnológicas. La acústica tiene un carácterfuertemente multidisciplinario,
abarcando cuestiones que van desde la física pura hasta la biología y las ciencias sociales.
Nos proponemos aquí estudiar los principios físicos de laacústica, en particular la
ecuación de onda uni- y tridimensional. Sintéticamente, las ondas sonoras se originan en
la interacción entre la elasticidad (compresibilidad) y la inercia(segunda ley de Newton)
de un medio como el aire.
Antes de efectuar un estudio detallado analicemos conceptualmente el ejemplo de
un largo tubo con un pistón en uno de sus extremos(figura 1). En el estado inicial, (a),
el aire se encuentra en equilibrio. La densidad es constante en toda la extensión del tubo,
al igual que la presión. En (b) el pistón empuja el airecircundante, perturbando el
equilibrio. Debido a la inercia, no es posible mover instantáneamente toda la columna
de aire, por lo cual el aire próximo al pistón se comprime. El airecomprimido ejerce
mayor presión sobre el aire que lo rodea a menor presión, por lo que tiende a comprimirlo,
a su vez descomprimiéndose. El resultado, ilustrado en (c), es que laperturbación
se ha desplazado. Este proceso se repite en forma continua, como se muestra en (d) y
(e). La perturbación se aleja, así, de la fuente (el pistón).
Figura 1. Propagación de unaperturbación en un tubo. (a) El aire en
reposo (moléculas repartidas uniformemente). (b) Ante una perturbación
el aire se concentra cerca del pistón (aumenta la presión). (c), (d),