Ondas De Sonido

ONDAS DE SONIDO
INTRODUCCIÓN
Cualquier onda de sonido tiene su fuente en un objeto que vibra. Las ondas sonoras son ondas longitudinales que viajan en un medio, por ejemplo el aire. Para averiguar como se generan utilizaremos un diapasón, consta de dos puntas que vibran cuando se las pulsa. Su vibración altera el aire circundante. Cuando una punta se mueve hacia la derecha, las moléculas deuna parte de aire frente al movimiento son forzadas a estar mas juntas de lo normal. Esta región de alta densidad molecular y alta presión de aire se llama compresión. Esta compresión de aleja del diapasón como una onda en una charca. Cuando la punta del diapasón se mueve hacia la izquierda, las moléculas del sector de aire de la derecha de la punta se separan, y la densidad y presión de aire enesta región son más bajas que lo normal. Esta región de densidad mas baja de lo normal se denomina rarefacción. Las moléculas situadas a la derecha de la rarefacción se mueven hacia la izquierda. En conclusión, la rarefacción si se mueve hacia la derecha, es decir, sigue a la compresión previamente producida.
Cuando el diapasón continúa en vibración, se forma una sucesión de compresiones yrarefacciones que salen del diapasón. Podemos usar una curva sinusoidal para representar una onda de sonido. Las compresiones y rarefacciones de las ondas sonoras están superpuestas en el movimiento térmico aleatorio de los átomos y moléculas y por lo tanto las ondas de sonido en gases se desplazan a aproximadamente la rapidez.


CARACTERÍSTICAS DE LAS ONDAS DE SONIDO
El movimiento general de partesde aire cerca de un objeto en vibración toma forma de vaivén entre regiones de compresión y rarefacción. Este movimiento de elementos del medio en la dirección de la perturbación es característica de una onda longitudinal. El movimiento de los elementos del medio en una onda longitudinal de sonido es en vaivén a lo largo de la dirección en la que se desplaza la onda. En contraste, en una ondatransversal las vibraciones de lso elementos del medio forman ángulos rectos con la dirección de desplazamiento de la onda.
Categorías de onda de sonido
Las ondas de sonido se clasifican en tres categorías que cubren gamas diferentes de frecuencias. Las ondas audibles: son aquellas de carácter longitudinal que están dentro del rango de sensibilidad del oído humano, aproximadamente 20 a 20 Hz.
Lasondas infrasónicas, también longitudinales, tienen frecuencias que no alcanzan el umbral del rango audible. Las ondas de terremotos son un ejemplo.
Las ondas ultrasónicas son ondas longitudinales cuyas frecuencias están por arriba del rango audible para seres humanos. Por ejemplo los perros, pueden oír las ondas emitidas por los silbatos esto producen ondas ultrasonidos, aun cuando los humanosno las escuchen.
RAPIDEZ DEL SONIDO
En un líquido la rapidez de una onda sonora depende de la compresibilidad e inercia de este. Si el liquido tiene un modulo volumétrico B y una densidad de equilibrio ρ, la rapidez del sonido es
v= B/ρ
El modulo volumétrico se define como la razón entre el cambio de presión ∆P y el cambio relativo de volumen ∆V/V:
B=-∆P/(∆V/V)
B siempre es positivo porqueun aumento de presión (∆P) provoca un descremento de volumen. Por lo tanto, la razón ∆P/∆V es siempre negativa.
En realidad, la rapidez de todas las ondas mecánicas asume una expresión de la forma general
Ѵ = propiedad elástica
propiedad inercial

Otra forma general es la rapidez de una onda longitudinal en una varilla solida, que es
v= Y/ρ
donde Y es el modulo de Young delsolido, definido como el esfuerzo longitudinal dividido entre la deformación longitudinal, y ρ es la densidad del solido.
La rapidez del sonido también depende de la temperatura del medio. En el caso del sonido que se desplaza en el aire, la relación entre su rapidez y la temperatura es
v=(331 ms) T/273K
donde 331 m/s es la rapidez del sonido en el aire a 0ºC y T es la temperatura absoluta...