Vibracion Y Sonido

F´ısica
Gu´ıa de Materia
´ n y sonido
Vibracio
´ dulo Comu
´n
Mo
I Medio

www.puntajenacional.cl

´ s Melgarejo, Vero
´ nica Saldan
˜a
Nicola
Licenciados en Ciencias Exactas, U. de Chile
Estudiantes de Licenciatura en Educaci´on, U. de Chile

1.

El sonido

El sonido es un fen´
omeno f´ısico producido por la vibraci´on de alg´
un cuerpo material, estas oscilaciones
s´olo en algunos casos puedenser escuchadas a trav´es de nuestros o´ıdos. Cuando se combinan de manera
coherente sonidos que somos capaces de o´ır se genera lo que se conoce como m´
usica, arte que ha sido practicada desde tiempos muy antiguos, pero que nunca hab´ıa sido mirada desde el punto de vista cient´ıfico,
hasta que Pit´agoras se interes´
o en entender por qu´e algunas piezas musicales le parec´ıan m´as bellas queotras. Posteriormente, Arist´
oteles comprob´o que el sonido consist´ıa en contracciones y expansiones de aire.
Durante el siglo XVI se avanza r´
apidamente en la comprensi´on del fen´omeno, siendo Galileo y Mersenne
los descubridores de las leyes que rigen una cuerda vibrante, mientras Newton obtiene la ecuaci´
on para
determinar la velocidad del sonido en un s´olido. De ah´ı en adelante comienzanlos avances en esta rama,
llegando a ser capaces de crear herramientas u
´tiles basadas en las propiedades de estas ondas mec´
anicas,
tales como el ultrasonido en medicina.

2.

Caracter´ısticas del sonido

El sonido es una onda mec´
anica longitudinal, producida por la vibraci´on de un medio el´astico que
puede ser s´olido, l´ıquido o gaseoso, transmiti´endose por diferencias de presi´on en elmedio de propagaci´
on.

Desaf´ıo...
El espacio exterior es una regi´on considerada relativamente vac´ıa. De acuerdo a
esto, ¿son realistas los efectos sonoros, como explosiones, en pleno espacio exterior
que se muestran en pel´ıculas de ciencia ficci´on como Star Wars? Respuesta

2.1.

Intensidad

Es la caracter´ıstica que permite distinguir si un sonido es fuerte o d´ebil. Est´a directamenterelacionado
con la amplitud : para sonidos fuertes, amplitudes grandes; para sonidos d´
ebiles, amplitudes
peque˜
nas. Tambi´en es posible asociar la intensidad y amplitud de onda con la cantidad de energ´ıa que
transporta: a mayor intensidad o amplitud, mayor energ´ıa transportada. La intensidad de sonido
se mide con un instrumento llamado son´
ometro y su unidad de medida es el decibel [db], nombreque se
deriva del inventor Alexander Graham Bell.
Fuente sonora
Silencio absoluto
Hojas de ´
arbol movidas por la brisa
Radio o televisi´on
Conversaci´on com´
un
Tr´
afico urbano intenso
Persona gritando
Obra de construcci´on urbana
Umbral de sensaci´on dolorosa

[db]
0
20
40
60
70
90
100
140

La exposici´on prolongada a sonidos sobre los 100[db] produce da˜
nos irreversibles en el t´ımpano.

2.2.Tono o altura

Permite distinguir cuando un sonido es m´as agudo o grave que otro. Tiene relaci´on directa con la
frecuencia de la onda sonora: para sonidos agudos, frecuencias altas; para sonidos graves, frecuencias bajas. El tono de un sonido aumenta si su frecuencia aumenta y viceversa.
2

Figura 1: Imagen propiedad de 2mdc.com

2.3.

Timbre o calidad

Permite distinguir entre sonidos deigual intensidad y tonalidad, los que son emitidos por fuentes
distintas. As´ı por ejemplo una nota Do tocada en una flauta dulce suena distinto si es tocada en un saxo.

3.

Rango de audibilidad

El rango de audici´
on humano est´
a entre 20[Hz] y 20.000[Hz]. Vibraciones inferiores a 20[Hz], llamadas
infrasonido, o superiores a 20.000[Hz], llamadas ultrasonido, son imperceptibles para el sistemaauditivo
humano.

4.

Fen´
omenos auditivos

El sonido por ser una onda se puede reflejar, refractar, difractar y cumple con el Principio de superposici´
on de ondas.

4.1.

Reflexi´
on

El sonido es una onda mec´
anica longitudinal esf´erica producida por variaciones de presi´on en el medio,
lo que genera vibraciones en las part´ıculas de ´este. Cuando el sonido se acerca a una superficie (un muro...