Ondas sonoras

Ondas Sonoras
El sonido se define como la sensación producida en el oído por las vibraciones de las partículas que viajan en forma de ondas sonoras a través de un medio, por tanto las ondas sonoras son eso, son la forma en que el sonido viaja. Las ondas sonoras son ondas mecánicas elásticas longitudinales.
Si la onda sonora se propaga por un medio elástico y continuo se estaría generando unavariación local de presión o densidad, que se transmite en forma de onda esférica periódica.
Las ondas gracias a la variación de presión y temperatura se mueven y chocan unas con otras transmitiendo vibraciones produciendo un movimiento en cadena.
Las ondas sonoras se dividen en tres categorías que son:
* Ondas audibles: las que el oído humano puede oír.
* Ondas infrasonicas: lasfrecuencias de estas ondas están por debajo del intervalo audible, por tanto el ser humano no puede oírlas; los elefantes usan estas ondas para comunicarse a lo largo de varios kilómetros.
* Ondas ultrasónicas: son las que están por encima del intervalo audible del humano, ejemplo de estas ondas tenemos a los “silbatos silenciosos” usados para llamar a los perros.

Rapidez de las ondas sonorasComo sabemos la rapidez de las ondas depende de las propiedades del medio, es decir dependerá de la presión y temperatura del momento; por ejemplo la rapidez del sonido dependerá del modulo de Young Y y de la densidad D para una barra solida. Para el medio aire, la temperatura influirá, la relación entre la rapidez de la onda y la temperatura del aire es:
v=331ms*1+Tc273℃
Con esta ecuación unopuede calcular que la rapidez del segundo a 20 grados celcius es de 343m/s.

Rapidez del sonido en diferentes medios:
MEDIO | TEMPERATURA (C) | VELOCIDAD (m/s) |
Aire | 0 | 331.7 |
Aire | 15 | 340 |
Oxígeno | 0 | 317 |
Agua | 15 | 1450 |
Acero | 20 | 5130 |
Caucho | 0 | 54 |
Aluminio | 0 | 5100 |
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¿Cómo se propagan las ondas sonoras?
Como ya dije anteriormente lasondas sonoras son ondas mecánicas elásticas longitudinales por tanto:
* Para moverse o viajar es necesario un medio material, las ondas viajan más rápido en los sólidos, luego en los líquidos, el aire y en el vacio no se propaga. Es importante que sea un medio elástico ya que gracias a esto se puede dar la compresión y expansión y por esto es que las ondas se transmite; esta es la razón por laque las ondas no viajan en el vacío.
Términos generales:
La INTENSIDAD de una onda o la potencia por cada unidad de area, es la rapidez con la cual la energía transportada por la onda se transfiere a través de un unidad de area que es perpendicular a la dirección en que dicha onda viaja, por tanto:
I=ρA=∆Pmax22pv
Cuando una fuente emite sonido por igual en todas las direcciones, el resultado esuna onda esférica, donde cada círculo representa una superficie sobre la cual es constante la fase de la onda. A estas superficies se les denomina FUENTE DE ONDA, la distancia entre las superficies de fase es la amplitud A.

De este concepto podemos deducir una ecuación para la intensidad respecto a la distancia r del circulo.
I=ρpromA=ρprom4πr2
Tabla de niveles sonoros:
Fuente de sonido |β(dB) |
Avión jet cercano | 150 |
Martillo hidráulico; ametralladora | 130 |
Sirena; concierto de rock | 120 |
Transporte subterráneo; podadora potente | 100 |
Congestionamiento de transito | 80 |
Aspiradora | 70 |
Conversación normal | 50 |
Zumbido de mosquito | 40 |
Susurro | 30 |
Hojas meciéndose | 10 |
Umbral de audición | 0 |

Ecuación del nivel sonoro de una onda sonoraen decibeles es:
β=10log⁡(IIo)
Io, es una constante de intensidad de referencia que se considera como: 1.00*10-12W/m2 e I es la intensidad de la onda sonora en watts por metro cuadrado.
El efecto Doppler:
La frecuencia del sonido cuando algo está más cerca es mayor a que cuando está lejos.
Un ejemplo para comprender mejor este efecto; un observador se mueve, una fuente sonora es estable,...