Tecnico

ONDAS SONORAS

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NATURALEZA DEL SONIDO
Onda mecánica

Las ondas sonoras están constituidas por ondas mecánicas longitudinales que se propagan en un medio gaseoso, líquido o sólido. Se producen cuando un sistema físico, como una cuerda o una membrana tensa, vibra y origina una perturbación en la densidad del medio (compresiones y rarefacciones).

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Naturaleza de las Ondas SonorasLas ondas Sonoras son Ondas LONGITUDINALES

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NATURALEZA DEL SONIDO
Propagación
La perturbación se propaga a través del medio mediante la interacción de las moléculas del mismo. La vibración de las moléculas tiene lugar a lo largo de la dirección de propagación de la onda. Sólo se propaga la perturbación; las propias moléculas sólo vibran hacia delante y hacia atrás alrededor de susposiciones de equilibrio. El sonido puede ser generado con frecuencias por debajo de 20 Hz o arriba de 20 kHz, aunque los humanos algunas veces no lo escuchan. Las ondas sonoras con frecuencias por debajo 20 Hz se denominan infrasonica, mientras aquellas por encima de 20 kHz se llama ultrasonicas.
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FORMA DE ECUACIÓN DE ONDA
z ( x, t ) = f ( x m vt )

z
f ( x − vt2 )

f ( x − vt1 )

x
5ONDAS ARMÓNICAS
y(x, t) = Acos(kx − ωt + δ0 )
2π / K ω v= = = T 2π / ω K

λ

Z

Perfil de la onda armónica en t=0

X
− 2π K 2π K

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λ =

2π K

ONDAS ARMÓNICAS
y( x, t ) = A cos(kx − ωt + δ 0 )
Z

Perfil de la onda armónica en x

−

2π

t
2π

ω

ω

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T=

2π

ω

MOVIMIENTO ONDULATORIO: DOBLEMENTE PERIÓDICO
λ

Elongación

k=
T A

2π

λ
2π Tω=

x t Valor instantáneo App
Velocidad de propagación:

v = λ = 2π / K = ω T 2π / ω K

f RMS
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1T 2 = ∫ [ f (t )] dt T0

Raíz cuadrada de la suma de los desplazamientos medios al cuadrado durante un periodo completo

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Sistema mecánico vibrante. Variaciones de densidad en el medio

Onda mecánica. Transporte de energía Mayor amplitud de vibración

Frecuencia de vibracióncaracterística (depende del sistema)

∆P

A

A

Menor amplitud de vibración
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VELOCIDAD DEL SONIDO
Aumenta cuando aumenta la rigidez del medio Sólidos > líquidos > gases
Figura 1

Velocidad del sonido en el aire en funcion de la temperatura
360 355 350 v (m/s) 345 340 335 330 0 5 10 15 20 T (C) 25 30 35 40

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TONO y TIMBRE
El TONO es la cualidad del sonido asociada a sucarácter más o menos agudo. Las frecuencias altas corresponden a tonos agudos, la frecuencias bajas a tonos graves. El TIMBRE es la cualidad del sonido que permite distinguir entre diversos sonidos aunque correspondan a la misma frecuencia. Por ejemplo, se puede distinguir entre una misma nota musical emitida por un clarinete y por un piano.

ARMÓNICOS
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La frecuencia y el sonido
El tonodel sonido depende de la frecuencia. A frecuencias bajas corresponden sonidos graves. A frecuencias altas corresponden sonidos agudos.

27 Hz

100 Hz

200 Hz

440 Hz

1000 Hz

3000 Hz

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ARMÓNICOS
En la vibración de un sistema físico no se produce una única frecuencia, sino que la frecuencia característica viene acompañada de un conjunto de armónicos (múltiplos enteros de lafrecuencia característica, fundamental a partir de ahora) que se superponen a ella. El timbre viene determinado por el número e intensidad de los armónicos de una frecuencia determinada.
Fundamental, f, A 2º armónico, 2f, A/2 3º armónico, 3f, A/4

f

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ARMÓNICOS
1,5

1,0

0,5

Suma del fundamental y armónicos 2º y 3º (véase transparencia anterior)

0,0

-0,5

-1,0

-1,5 -10 1 2 3 4 5 6 7

radianes
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NIVELES
Un NIVEL es el logaritmo de la razón de una cantidad dada respecto de una cantidad de referencia del mismo tipo.
Al definir un nivel es preciso indicar la base del logaritmo, la cantidad de referencia y el tipo de nivel (por ejemplo, nivel de presión sonora o nivel de potencia sonora)

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NIVEL DE POTENCIA SONORA
Emisión de sonido por una...