Curso: F

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Curso Física 1 Tema Bloque Temático 1 Sonido
Profesores Elizabeth Osorio Irene J. Cruz
Villavicencio María Sánchez Portilla Rubén
Bonilla Aguilar Alberto Zúñiga Alarcón Alberto
Tinoco Tapia
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Las ondasMovimiento Ondulatorio
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El movimiento ondulatorio

• El movimiento ondulatorio es el proceso por el
  que se propaga energía de un lugar a otro sin
  transferencia de materia, mediante ondas.

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Clases de ondas

• Mecánicas Necesitan un medio natural para su
  propagación.
• Electromagnéticas no necesitan un medio natural
  (pueden propagarse en el vacío).

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Tipos de ondas

• Longitudinales El medio se desplaza en la
  dirección de la propagación.

El aire se comprime y expande en la misma
dirección en que avanza el sonido.
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Tipos de ondas

• Tranversales El medio se desplaza en ángulo
  recto a la dirección de la propagación.

Las ondas en un estanque avanzan horizontalmente
pero el agua se desplaza verticalmente
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• Las ondas longitudinales siempre son mecánicas.
  Las ondas sonoras son un ejemplo típico de esta
  forma de movimiento ondulatorio.
• Las ondas transversales pueden ser mecánicas (
  ondas que se propagan a lo largo de una cuerda
  tensa) o electromagnéticas (la luz o las ondas de
  radio).
• Algunos movimientos ondulatorios mecánicos, como
  los terremotos, son combinaciones de movimientos
  longitudinales y transversales, con lo que se
  mueven de forma circular.

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Elementos de una onda transversal
Cresta
Amplitud
Valle
Longitud de onda
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Elementos de una onda transversal

• Valle punto más bajo de la onda
• Cresta punto más alto de la onda
• Longitud de onda distancia entre dos crestas o
  valles sucesivos.
• Amplitud altura de la cresta o del valle.

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Elementos del movimiento ondulatorio

• Frecuencia ( f ) Número de oscilaciones por
  segundo.
• Se mide en hertzios (Hz)
• 1 Hz una oscilación en un segundo
• Período ( T ) tiempo que tarda en tener lugar
  una vibración completa.
• Por la propia definición, el período es el
  inverso de la frecuencia (T 1/f )
• Ejemplo Si un movimiento ondulatorio tiene una
  frecuencia de 4 Hz, cada vibración tardará en
  producirse 025 s. (1/4 s.)

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Elementos del movimiento ondulatorio

• Longitud de onda ( ? ) Espacio que recorre una
  onda desde el inicio hasta el final de una
  oscilación.
• Velocidad de transmisión ( v ) velocidad a la
  que se propaga.
• Recordamos que velocidad espacio/tiempo, por
  lo que espacio velocidad x tiempo, de donde
  podemos deducir que longitud de onda velocidad
  x período
• Si tenemos en cuenta que período 1/ frecuencia,
  podremos decir que longitud de onda velocidad /
  frecuencia, o lo que es lo mismo, velocidad
  longitud de onda x frecuencia

? v / f
v ? . f
? v . T
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Onda estacionaria

• Una onda estacionaria se forma por la
  interferencia de dos ondas de la misma naturaleza
  con igual amplitud, longitud de onda (o
  frecuencia) que avanzan en sentido opuesto a
  través de un medio.
• Las ondas estacionarias permanecen confinadas en
  un espacio (cuerda, tubo con aire, membrana,
  etc.). La amplitud de la oscilación para cada
  punto depende de su posición, la frecuencia es la
  misma para todos y coincide con la de las ondas
  que interfieren. Hay puntos que no vibran
  (nodos), que permanecen inmóviles, estacionarios,
  mientras que otros (vientres o antinodos) lo
  hacen con una amplitud de vibración máxima, igual
  al doble de la de las ondas que interfieren, y
  con una energía máxima. El nombre de onda
  estacionaria proviene de la aparente inmovilidad
  de los nodos

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ONDAS SONORAS
RESONANCIA SONORA
Las vibraciones de un diapasón de frecuencia f
situado cerca del extremo de un tubo abierto
producen ondas sonoras en su interior que, al
reflejarse en el interior del tubo, pueden
producir la superposición de la onda incidente y
la reflejada y dar lugar al establecimiento de
ondas estacionarias. Cuando se genera la onda
estacionaria, se produce una resonancia en el
interior del tubo y nuestro oído es capaz de
percibir la onda sonora.
La mayoría de los instrumentos de viento emiten
sonidos por un mecanismo similar al descrito.
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ONDAS SONORAS
RESONANCIA SONORA
TUBO CERRADO POR UN EXTREMO
n0 primer armónico
La resonancia se producirá cuando la longitud del
tubo sea
n1 segundo armónico
n2 tercer armónico
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Posibles ondas para tubo cerrado
L
Sólo se permiten los armónicos nones
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ONDAS SONORAS
RESONANCIA SONORA
TUBO ABIERTO POR LOS DOS EXTREMOS
n1 primer armónico
La resonancia se producirá cuando la longitud del
tubo sea
n2 segundo armónico
n3 tercer armónico
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Posibles ondas para tubo abierto
L
Para tubos abiertos son posibles todos los
armónicos
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Columnas de aire en vibración
Tal como para una cuerda en vibración, existen
longitudes de onda y frecuencias características
para ondas sonoras longitudinales. Para tubos se
aplican condiciones de frontera
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Definición del sonido
El sonido es una onda mecánica longitudinal que
viaja a través de un medio elástico.
Muchas cosas vibran en el aire, lo que produce
una onda sonora.
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El sonido requiere un medio para propagarse

• El sonido de un timbre que suena disminuye
  conforme el aire sale del frasco. No existe
  sonido sin moléculas de aire.

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El Sonido

• El Sonido se propaga mediante ondas
  longitudinales

En general, la velocidad del sonido es mayor en
los sólidos que en los líquidos y en los líquidos
mayor que en los gases. La velocidad del sonido
en el aire (a una temperatura de 20 ºC) es de
340 m/s En el aire, a 0 ºC, el sonido viaja a una
velocidad de 331 m/s En el agua es de 1.600 m/s
En la madera es de 3.900 m/s En el acero es de
5.100 m/s
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Factores que determinan la rapidez del sonido

• Las onda mecánicas longitudinales (sonido) tienen
  una rapidez de onda que depende de factores de
  elasticidad y densidad. Considere los siguientes
  ejemplos
• Un medio más denso tiene mayor inercia que
  resulta en menor rapidez de onda.
• Un medio que es más elástico se recupera más
  rápidamente y resulta en mayor rapidez.

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QUÉ ES EL SONIDO?

• El sonido es una sensación, en el órgano del
  oído, producida por el movimiento ondulatorio en
  un medio elástico (normalmente el aire), debido a
  cambios rápidos de presión, generados por el
  movimiento vibratorio de un cuerpo sonoro.

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ELEMENTOS O FACTORES PARA QUE EXISTA SONIDO

• . 1.- Una fuente de vibración mecánica, llamada
  fuente sonora

BATERÍA
DIAPAZÓN
PLATILLOS
GUITARRA
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Instrumentos musicales
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ELEMENTOS O FACTORES PARA QUE EXISTA SONIDO

• 2. Un medio elástico a través del cual se
  propague la perturbación, es decir la onda sonora
  (sonido).
• Dicho medio puede ser el agua (líquidos), el
  aire (gases), y los metales (sólidos)

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ELEMENTOS O FACTORES PARA QUE EXISTA SONIDO

• 3. Según los fisiólogos para que exista sonido es
  necesaria la presencia de alguien que lo reciba,
  es decir un receptor u observador de sonido.
• En la escena anterior la persona, a través del
  sentido auditivo, recibe el sonido emitido por la
  campana, dicho sonido se propagó en el aire.

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(No Transcript)
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CUALIDADES DEL SONIDO
INTENSIDAD
TONO
TIMBRE
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Tono

• El tono de un sonido depende únicamente de su
  frecuencia, es decir, del número de oscilaciones
  por segundo. El tono de un sonido corresponde a
  nuestra percepción del mismo como más grave o más
  agudo.

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La frecuencia y el sonido

• El tono del 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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Tono

• Cuanto mayor sea la frecuencia, más agudo será el
  sonido. Esto puede comprobarse, por ejemplo,
  comparando el sonido obtenido al acercar un trozo
  de cartulina a una sierra de disco cuando mayor
  sea la velocidad de rotación del disco más agudo
  será el sonido producido.

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Intensidad

• La intensidad de un sonido viene determinada por
  la amplitud del movimiento oscilatorio,
  subjetivamente, la intensidad de un sonido
  corresponde a nuestra percepción del mismo como
  más o menos fuerte. Cuando elevamos el volumen
  del radio a una música, o el volumen del
  televisor, lo que hacemos es aumentar la
  intensidad del sonido.

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Timbre

• El timbre es la cualidad del sonido que nos
  permite distinguir entre dos sonidos de la misma
  intensidad y frecuencia. Podemos así distinguir
  si una nota ha sido tocada por una trompeta o un
  violín. Esto se debe a que todo sonido musical es
  un sonido complejo que puede ser considerado como
  una superposición de sonidos simples.

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TIPOS DE SONIDOS
SÓNICOS
ULTRASÓNICOS
INFRASÓNICOS
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• Sonidos Sónicos Todos aquellos sonidos que somos
  capaces de escuchar, se denominan sonidos sónicos
• Estos sonidos tienen una frecuencia comprendida
  en el rango de 20htz a 20000htz (veinte a veinte
  mil hertz).
• En otras palabras, son los sonidos audibles al
  ser humano.

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2.- Infrasonidos, los cuales podemos definirlos
como las vibraciones de presión cuya frecuencia
es inferior a la que el oído humano puede
percibir es decir entre 0 y 20 Hz. Pero, debido
a que la mayoría de los aparatos electroacústicos
utilizan una frecuencia entre 20 y 30 Hz,
consideraremos también como infrasonidos a toda
vibración con una frecuencia por debajo de los 30
Hz.
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Ultrasonido

• 3.- Los ultrasonidos son aquellas ondas sonoras
  cuya frecuencia es superior al margen de audición
  humano, es decir, 20 Khz (20000 hz).
  aproximadamente. Las frecuencias utilizadas en la
  práctica pueden llegar, incluso, a los
  gigahertzios. En cuanto a las longitudes de onda,
  éstas son del orden de centímetros para
  frecuencias bajas y del orden de micras para
  altas frecuencias.

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Los murciélagos en sus vuelos nocturnos se guían
con los ultrasonidos para no chocar contra los
objetos que se encuentran a su paso.
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El Sonido
El efecto Doppler

• El tono de un sonido emitido por una fuente que
  se aproxima al observador es más agudo que si la
  fuente se aleja.

-Esto ocurre cuando un móvil que produce un
sonido va en el sentido de las ondas sonoras,
comprimiéndolas. Al ser menor la longitud de
onda, el sonido es más agudo. Por la parte
posterior quedan más separadas, longitud de onda
más grande igual a sonido más grave
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Evaluación del Módulo de Ondas Sonoras
1. EL SIGUIENTE DIBUJO ILUSTRA LA PROPAGACIÓN
DE ESTE TIPO DE ONDA
A) ELÉCTRICA
B) TRANSVERSAL
C) LONGITUDINAL
D) SONORA

• ASÍ SE LLAMA A LA PROPAGACIÓN DE LA ENERGÍA POR
  MEDIO
• DE UNA PERTURBACIÓN EN UN MEDIO EN LUGAR
  DEL MEDIO
• EN SÍ.

A) MOVIMIENTO ONDULATORIO
B) TRANSMISIÓN DE ELECTRICIDAD
C) TRANSMISIÓN TÉRMICA
D) LONGITUD DE ONDA
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3. QUÉ NOMBRE SE LE DA A LA DISTANCIA
COMPRENDIDA ENTRE LAS DOS FLECHAS, EN EL
DIBUJO DE ABAJO.
A) FRECUENCIA
B) ONDA
C) OLA
D) LONGITUD DE ONDA
4. ES EL NÚMERO DE ONDAS QUE PASAN POR UN PUNTO
EN PARTICULAR EN UNA UNIDAD DE TIEMPO.
A) FRECUENCIA
B) ONDA
C) OLA
D) LONGITUD DE ONDA
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5. QUÉ VIAJA POR EL ESPACIO A MAYOR VELOCIDAD?
A) EL SONIDO
B) LA LUZ
6. ONDAS TRANSVERSALES. (indique si es A o B )
A)
B)
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7. TIPO DE ONDA EN DONDE LA VIBRACIÓN DE LAS
PARTÍCULAS ES PERPENDICULAR A LA
DIRECCIÓN DE PROPAGACIÓN DE LA ONDA.
A) ONDA LINEAL
B) ONDA TRANSVERSAL
C) LONGITUD DE ONDA
D) FRECUENCIA
8. LAS ONDAS DE SONIDO QUE TIENEN FRECUENCIAS
POR ARRIBA DEL INTERVALO AUDIBLE SE
LLAMAN ..
A) INFRASÓNICAS
B) ULTRASÓNICAS
C) ONDAS AUDIBLES
D) LONGITUD DE ONDA
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• 9. SI DECIMOS QUE LA FRECUENCIA DE UNA ONDA ES
  50 Hertz,
• SIGNIFICA QUE .
• PASAN 50 ONDAS POR UN PUNTO EN UN SEGUNDO
• B) PASAN 50 SEGUNDOS DESPUÉS DE PASAR UNA ONDA
• C) EL SONIDO SE MUEVE A 50 SEGUNDOS POR ONDA
• D) LAS ONDAS SE MUEVE A 50 ONDAS CADA 50
  SEGUNDOS

10. EN LAS ONDAS LONGITUDINALES LA VIBRACIÓN DE
LAS PARTICULAS INDIVIDUALES ES .. A
LA DIRECCIÓN DE PROPAGACIÓN DE LA ONDA
A) PERPENDICULAR
B) PARALELA
C) ONDULATORIA
D) ANTIPARALELA