Fisica

FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICAS

Guía de Laboratorio: Ondas Sonoras.
Objetivos:  Identificar el rango de frecuencias de las ondas sonoras que pueden ser percibidas por el oído humano.  Analizar el comportamiento de las ondas sonoras en base al fenómeno de interferencia.

Sonido El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras que producenoscilaciones de la presión del aire, que son convertidas en ondas mecánicas en el oído humano e interpretadas por el cerebro. La propagación del sonido es similar en los fluidos, donde el sonido toma la forma de fluctuaciones de presión. En los cuerpos sólidos la propagación del sonido involucra variaciones del estado tensional del medio. La propagación del sonido involucra transporte de energía sintransporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de la materia sólida, líquida o gaseosa. Como las vibraciones se producen en la misma dirección en la que se propaga el sonido, se trata de una onda longitudinal. El sonido es un fenómeno vibratorio transmitido en forma de ondas. Para que se genere un sonido es necesario que vibre alguna fuente. Las vibraciones pueden sertransmitidas a través de diversos medios elásticos, entre los más comunes se encuentran el aire y el agua. Física del sonido La física del sonido es estudiada por la acústica, que trata tanto de la propagación de las ondas sonoras en los diferentes tipos de medios continuos como la interacción de estas ondas sonoras con los cuerpos físicos. Propagación del sonido Ciertas características de losfluidos y de los sólidos influyen en la onda de sonido. Es por eso que el sonido se propaga en los sólidos y en los líquidos con mayor rapidez que en los gases. En general cuanto mayor sea la compresibilidad del medio tanto menor es la velocidad del sonido. También la densidad es un factor importante en la velocidad de

FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS MATEMÁTICAS Y FÍSICASpropagación, en general cuanto mayor sea la densidad (ρ), a igualdad de todo lo demás, tanto mayor es la rapidez con que se propaga el sonido. En los gases, la temperatura influye tanto en la compresibilidad como la densidad, de tal manera que el factor de importancia suele ser la temperatura misma. Para que el sonido se transmita se necesita que las moléculas vibren en torno a sus posiciones deequilibrio. En algunas zonas del medio, las moléculas al vibrar se juntan (zonas de compresión) y en otras zonas se alejan (zonas de rarefacción), esta alteración de las moléculas de aire es lo que produce el sonido. Las ondas sonoras necesitan un medio en el que propagarse, por lo que son ondas mecánicas. Se propagan en la misma dirección en la que tienen lugar las compresiones y dilataciones del medio:son ondas longitudinales. La velocidad de propagación de las ondas sonoras depende de la distancia entre las partículas del medio; por tanto, es en general mayor en los sólidos que en los líquidos y en estos, a su vez, que en los gases.

Velocidad del sonido El sonido tiene una velocidad de 331,3 m/s cuando: la temperatura es de 0 °C, la presión atmosférica es de 1 atm (nivel del mar) y sepresenta una humedad relativa del aire de 0 % (aire seco). Aunque depende muy poco de la presión del aire. La velocidad del sonido depende del tipo de material. Cuando el sonido se desplaza en los sólidos tiene mayor velocidad que en los líquidos, y en los líquidos es más veloz que en los gases. Esto se debe a que las partículas en los sólidos están más cercanas. Comportamiento de las ondas de sonidoa diferentes velocidades La velocidad del sonido en el aire se puede calcular en relación a la temperatura de la siguiente manera: vsonido  331,3  0,6  t o con vsonido en m/s y t° en °C. Si la temperatura ambiente es de 15 °C, la velocidad de propagación del sonido es 340 m/s (1224 km/h). Este valor corresponde al numero Mach igual a 1.

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