capitulo8

CAPITULO 8
ONDAS
SONORAS
UNIVERSIDAD DEL CAUCA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
ING. CAROL JULIETH AGUILAR PAZ

CONTENIDO
ONDAS SONORAS PERIÓDICAS

CARACTERÍSTICAS
INTENSIDAD DE LAS ONDAS SONORAS PERIÓDICAS

ONDAS ESFÉRICAS Y PLANAS
EFECTO DOPPLER. FUENTE
OBSERVADOR ESTACIONARIO

EN

MOVIMIENTO,

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¿QUÉ ES EL SONIDO?
SON ONDAS PRODUCIDAS POR LAS VIBRACIONES
DE OBJETOS MATERIALES.Fuente en
vibración

Perturbación por el
medio circundante

ONDAS
LONGITUDINALES

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La sonoridad

La altura del
sonido

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Depende de la amplitud de
estas ondas
Frecuencia de las
ondas
sonoras,
idéntica
a
la
frecuencia de la
fuente vibrante.

cuánto aire se pone en
movimiento.

Frecuencias inferiores se escuchan
como notasbajas o graves,

Frecuencias superiores son producidas
por las altas frecuencias

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MANIFESTACIÓN…
AUDIBLES (OÍDO HUMANO)

Frecuencias entre 16 y 20000 Hertz

INFRASÓNICAS

Frecuencias menores de 16 Hertz

ULTRASÓNICAS

Frecuencias mayores de 20000 Hertz

Máxima amplitud de presión que el oído humano puede tolerar: 28 Pa

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PROCESO
Pulso ondulatorio que viaja
en todas direcciones.

vibra el aire

CONDENSACIONES
Los
brazos
del
diapasón se mueven
hacia la derecha ...

Los brazos se mueven hacia
izquierda…

RAREFACCIONES

Cada partícula se mueve de atrás
adelante en la dirección de la onda
que se propaga.
Se desplaza una condensación
a través de éste

a la condensación
rarefacción

le

sigue

unaUNIVERSIDAD DEL CAUCA

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¿CÓMO ESCUCHAMOS?
la variación periódica de la presión se propaga
originando lo que recibe el nombre de ondas sonoras

Comprime
y
descomprime
periódicamente
las moléculas
que integran el
aire.

La propagación de estas ondas
sonoras a través del aire tiene una
velocidad de 330 m/s

El tímpano pone en vibración el complicado sistema del oído medio ydel oído interno.
Las vibraciones mecánicas se traducen en impulsos eléctricos nerviosos captadas por las células ciliares.
Los impulsos nerviosos son organizados e interpretados por el nervio auditivo y el cerebro.

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VELOCIDAD DE LAS ONDAS: ONDAS SONORAS
Para muchos tipos de ondas mecánicas se cumple:
v

PROPIEDAD ELÁSTICA DEL MEDIO
PROPIEDADINERCIAL DEL MEDIO

LAS ONDAS DE SONIDO EN UN FLUIDO
v

B



Módulo de compresibilidad

Densidad
Cambio de presión

Fracción resultante del cambio de volumen

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VELOCIDAD EN COLUMNA DE GAS
RECORDEMOS QUE LA ECUACIÓN DE ONDA EN UNA COLUMNA DE GAS ES:

 2

  2

2
 x 2
t
0

 2
x 2





0 





2

t 2

concluimos que el desplazamientoproducido por la perturbación de la presión de un gas
se propaga con una velocidad :
v







Ondas elásticas en un gas se les llama ondas de presión,
el sonido es simplemente una onda de presión.

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ONDAS SONORAS ARMÓNICAS
Desplazamiento de las moléculas respecto a su posición de equilibrio:
Gas sin disturbios

Región comprimida

P y >> valoresde equilibrio

Si el pistón oscila hacia adelante y hacia atrás en forma senoidal, se forman
continuamente regiones de condensación y rarefacción.
Desplazamiento de un elemento de volumen:

s ( x, t )  sm cos (kx  t )
ARMÓNICO

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s ( x, t )  sm cos (kx  t )

Desplazamiento a lo largo de x, onda longitudinal

MÁXIMO DESPLAZAMIENTO
P

Ladistancia entre dos condensaciones o dos
rarefacciones sucesivas es igual a la longitud de onda 



La variación en la presión de gas P, medida desde su valor de equilibrio, también es
periódica:

P  Pmax sen( kx  t )
Amplitud de presión

velocidad longitudinal máxima
del medio frente al émbolo

Pmax   v sm
velocidad de la onda

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Conclusión:

ING. CAROL J. AGUILAR...