ondas

UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
E.A.P. Ingeniería de sistemas.






Trabajo
Ondas Sonoras

Este trabajo es presentada en cumplimiento parcial de la
Asignatura Física 1

Alumnos
Fernándo Lazo Casani


Profesora
Mg. Carrillo Espinoza Josué Isac


Lima, Junio 201
ONDAS SONORAS
Las ondas sonoras pueden viajar a través de cualquier mediomaterial con una velocidad que depende de las propiedades del medio. Cuando viajan, las partículas en el medio vibran para producir cambios de densidad y presión a lo largo de la dirección de movimiento de la onda. Estos cambios originan una serie de regiones de alta y baja presión llamadas condensaciones y rarefacciones, respectivamente.
Hay tres categorías de ondas mecánicas que abarcan diferentesintervalos de frecuencia.
1. Los audibles
Ondas sonoras que están dentro del intervalo de sensibilidad del oído humano, de 20 Hz a 20000Hz. Se generan de diversas maneras, con instrumentos musicales, cuerdas vocales humanas y altavoces.
2. Ondas infrasónicas
Son las que tiene frecuencias debajo del intervalo audible. Por ejemplo las ondas producidas por un terremoto.
3. Ondas ultrasónicasSon aquellas cuya frecuencia está por arriba del intervalo audible por ejemplo pueden generarse al introducir vibraciones en un cristal de cuarzo con un campo eléctrico alterno aplicado. Todas pueden ser longitudinales o transversales en sólidos, aunque solo pueden ser longitudinales en fluidos.
Transductor
Cualquier dispositivo que convierte una forma de potencia en otra.
Altavoz
Transforma lapotencia eléctrica en potencia de ondas audibles.
Cristal de cuarzo
Potencia eléctrica en potencia ultrasónica.
VELOCIDAD DE ONDAS SONORAS
La velocidad de las ondas sonoras depende de la compresibilidad y la inercia del medio. Si el medio tiene un módulo volumétrico B y una densidad de equilibrio, la velocidad de las ondas sonoras en ese medio es
B
=
La velocidad de la onda depende de unapropiedad elástica del medio y de una propiedad inercial del medio. La velocidad de todas las ondas mecánicas se obtiene de una expresión de la forma general.
Propiedad elástica
= _____________Propiedad inercial
ONDAS SONORAS PERIÓDICAS
Uno puede producir una onda sonora periódica unidimensional mediante un émbolo vibratorio en un extremo de un tubo largo y estrecho que contenga gas. Lasregiones más oscuras de la figura representan regiones donde el gas se comprime, por lo que en ellas la densidad y la presión están arriba de sus valores de equilibrio.
Región comprimida
Se forma cada vez que el émbolo se empuja hacia adentro del tubo.
Condensación
Región comprimida que se mueve por el tubo como un pulso, y comprime continuamente las capas enfrente de ella.
Rarefacciones
Sepropagan también a lo largo del tubo, siguiendo a las condensaciones. Las dos regiones se mueven con una velocidad igual a la del sonido en ese medio (aproximadamente 343 m/s en el aire a 20o C).
La distancia entre dos condensaciones sucesivas es igual a la longitud de onda.
Si s(x, t) es el desplazamiento de un `pequeño elemento de volumen medido a partir de su posición de equilibrio, podemosexpresar esta función de desplazamiento armónico como
S(x, t) = smax cos (x - t)
Donde smax es el desplazamiento máximo del medio a partir del equilibrio (en otras palabras, la amplitud de desplazamiento, es el número de onda angular, y es la frecuencia angular del émbolo, el desplazamiento del medio es a lo largo de x.
La variación en la presión del gas, "P, medida desde su valor de equilibrio,también es periódica y está dada por
"P = "Pmáx sen(x - t)
La amplitud de presión "Pmax es el cambio máximo en la presión a partir de su valor de equilibrio, la amplitud d presión es proporcional a la amplitud de desplazamiento, smax:
Amplitud de presión "Pmáx = smáx
Donde smax es la velocidad longitudinal máxima del medio frente al émbolo.
Una onda longitudinal senoidal se propaga por un tubo...