Velocidad de propagación del sonido.

La velocidad con que se propaga el sonido varía de unos medios a otros, en razón de las diferencias que existen, con respecto a los factores: elasticidad, densidad y temperatura. De manera general se puede afirmar que la velocidad del sonido es mayor, en cuanto más grande sea la rigidez del medio y cuanto menor sea su densidad. Siguiendo un procedimiento teórico, se puede demostrar que la velocidad con que se propaga una onda longitudinal viene dada por la expresión: en donde E es una cifra constante propia de la elasticidad del medio, denominada módulo de elasticidad y (p) es la densidad. El aumento de la velocidad con la temperatura, lo cual en cierto modo puede considerarse como una consecuencia de que la velocidad es mayor en medios de menor densidad, se explica fácilmente, ya que como norma general se entiende que los aumentos de temperatura producen dilataciones o aumentos de volumen en los materiales, y a consecuencia de ello tiene lugar- una disminución de la densidad. Para determinar la velocidad del sonido se han empleado varios procedimientos, pero quizás el más conocido y sencillo, consiste en disparar un cañonazo, produciendo simultáneamente una señal luminosa. Un observador colocado a una distancia conocida debe cronometrar el tiempo transcurrido entre la vista de la señal luminosa y el instante en que llega el sonido. La distancia a que se halla el observador, dividida por el tiempo cronometrado, da con bastante precisión la velocidad buscada.

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Reflexion del Sonido

¡siendo el sonido un movimiento ondulatorio de carácter longitudinal, es natural que se refleje como ocurre a toda clase de onda cuando en el camino de su propagación encuentra un obstáculo de dimensiones apropiadas, tal como paredes, montañas* nubes y por la propia superficie de la Tierra. Experimento. Dentro de una probeta colóquese un reloj y en la boca de la probeta sitúese una lámina de vidrio con alguna inclinación. Hágase que un estudiante coloque su oído a inmediaciones de la boca de la probeta. Observación. El estudiante oye para ciertas posiciones de su oído, un sonido intenso del tic-tac del reloj. El fenómeno se explica, en virtud de la reflexión experimentada por el sonido cuando choca contra la lámina de vidrio. El ejemplo más conocido y común de la reflexión del sonido, lo constituye el eco, que no es sino la repetición de un sonido, por la reflexión de sus ondas con algún obstáculo apropiado. Cuando una persona al hablar emite un tren de ondas sonoras, éstas, primero llegan directamente al oído y solo más tarde percibirá la persona el sonido producido por las ondas reflejadas. Para que el sonido producido por la reflexión de las ondas pueda ser oído, es indispensable que la sensación del sonido directo haya terminado. Aceptando como cifra media para la velocidad del sonido el valor de’ 340 m/seg. y teniendo en cuenta que toda sensación persiste en nuestro oído alrededor de 1/10 de segundo, es evidente que, para que haya eco perceptible, la […]

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Propagacion del sonido.

Experimentos. Si se hace gritar una persona, las que se encuentran a una cierta distancia de ella oirán su voz; si dentro del agua se golpean dos piedras, los espectadores de la orilla bien pronto percibirán el sonido producido; si colocamos nuestro oído contra una mesa, en una de cuyas esquinas damos un golpe, rápidamente nos llegará el sonido. Estos y muchos otros sencillos experimentos y observaciones nos permitirán llegar a la siguiente conclusión: el sonido se propaga en sólidos, líquidos y gases. Puesto que una onda sonora está caracterizada por compresiones y dilataciones de algún medio material, es evidente que el sonido solo puede transmitirse a través de medios ponderables que posean masa y elasticidad; como consecuencia de ello el sonido no puede propagarse en el vacío. Experimento. Si dentro de una campana de vidrio se coloca un reloj despertador graduado para sonar a los tres minutos y mientras este tiempo transcurre se extrae el aire de la campana con la ayuda de una bomba, al sonar el reloj el experimentador no escucha sonido, luego la conclusión es obvia: El sonido no se propaga en el vacio.

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Sonidos y ruidos.

Aun cuando el ruido es físicamente un sonido, sin embargo nos hemos acostumbrado a concebir el sonido, como el fenómeno originado por una serie regular de vibraciones capaz de provocar en nuestro oído una sensación agradable. Por ruido se entiende una mezcla confusa y discordante de sonidos, debidos a una serie irregular de vibraciones que producen una sensación desagradable.

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Produccion del Sonido.

Experimentos: a) Golpéese un diapasón con estilete y pásese por sobre un vidrio ahumado, b) Hágase vibrar una cuerda, colocando sobre ella jinetillos de papel, c) Sobre una placa metálica échese arena fina y con un arco hágase vibrar la placa. Observación: En todos los experimentos realizados se produce primeramente un sonido y se advierte en todos los casos que hay. vibración de la materia, en tales circunstancias, el sonido puede concebirse como un movimiento ondulatorio de tipo elástico. En realidad el sonido, no es sino vibración de la materia. Puede sin embargo, ocurrir que haya vibración de la materia sin que el oído perciba sonido alguno. Para que el oído pueda percibir un sonido, es indispensable que el cuerpo vibrante lo haga con frecuencia comprendida dentro de ciertos límites, los que han sido fijados en las cifras de 16 a 20.000 vib/seg. Estos límites pueden tomarse como cifra media, ya que la sensibilidad auditiva vana de unas personas a otras.

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Fonologia.

Es la parte de la Física, que tiene como objeto el estudio del sonido, sus causas, leyes, propiedades y aplicaciones. Para mayor claridad, el capítulo lo dividiremos en cinco partes a saber: a) Producción del sonido. b) Propagación del sonido. c) Cualidades del sonido. d) Percepción del sonido. e) Grabación y reproducción del sonido.

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Ondas Estacionarias.

Un tipo de interferencia muy importante, es el que tiene lugar cuando dos ondas de la misma amplitud y frecuencia se propagan en sentido contrario, en un mismo medio. Como resultado de la interferencia producida, algunos puntos del medio, en los que hay interferencia por refuerzo, vibran con máxima amplitud y se denominan vientres, en tanto que otros, en los que hay interferencia por anulación no vibran y reciben el nombre de nodos. A estos sistemas de ondas se les denomina estacionarias. Las ondas estacionarias pueden obtenerse  en forma muy sencilla, llevando a cabo la clásica experiencia de Melde. Se ata el extremo de una cuerda a un gancho fijo en una pared y el otro extremo de la cuerda se amarra a la rama de un diapasón que se hace vibrar. Las ondas originadas en la rama del diapasón se propagan a lo largo de la cuerda, pero al llegar al gancho, se reflejan, lo que trae como consecuencia la interferencia entré las ondas directas y las reflejadas, que da por resultado la formación de las ondas estacionarias.

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Polarizacion.

Los fenómenos de interferencia y difracción son propios de las ondas, sean ellas de naturaleza longitudinal o transversal. El fenómeno a que nos vamos a referir, o sea, el de la polarización, solo tiene lugar en ondas de exclusivo carácter transversal. Experimento: tómese una cuerda de unos 3 metros por uno de sus extremos, dejando suelto o libre él otro extremo, actuando con la, mano, obténgase un sistema de ondas; transversales. Repítase el experimento anterior pero fijando á un clavo, el extremo libré dé la cuerda. Observación: en, el, primer experimentadlas ondas formadas por movimiento rápido de la mano hacia arriba y abajo, tienen lugar en diferentes planos. En el segundo experimento, el movimiento ondulatorio queda reducido a un solo plano,ya que el extremo del cordel que antes estaba en libertad de tomar diferentes direcciones, ahora forzosamente debe mantenerse en una única dirección. Cuando un movimiento ondulatorio queda reducido a un solo plano de vibración se dice que la onda se ha polarizado, en tal caso, la elongación del movimiento se mantiene en un mismo plano, llamado plano de vibración, denominándose plano de polarización un plano perpendicular al anterior. En resumen, la polarización de una onda consiste en la reducción de todos los planos posibles de vibración a Uno solamente.

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Difraccion de ondas.

Experimento: genérese un frente plano de ondas y en el camino de propagación colóquese un pequeño bloque pulido de parafina figura 3—14. ¿Continúan las ondas su trayectoria recta a ambos lados del bloque? ¿Qué observa? La observación que se hace es la de que las ondas al llegar al bloque lo rodean, es decir, sufren un curvamiento. A esta propiedad que presentan las ondas de bordear los obstáculos se denomina difracción de ondas. El fenómeno de difracción de ondas es muy observable en ondas sonoras ya que el pitazo de un automóvil que viene por la carrera es fácilmente oído para personas que transitan por la calle, en virtud de f a propiedad que presenta sonido de poder “doblar la esquina”, lo que desde el punto de vista de Física equivale a una difracción de ondas.

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Interferencia de ondas.

Experimento: usando dos excitadores puntuales que generen ondas circulares, sitúense éstas a una distancia   (Fig. 3-2)¿ háganse vibrar y obsérvese lo que ocurre en la superficie del agua. ¿Qué configuración especial se observa? ¿Cómo explicar esta configuración? A1 observar detenidamente la superficie del agua se advierten unas zonas bien definidas de quietud en donde el agua permanece en reposo y otras zonas de máxima vibración. Las zonas de quietud se denominan nodales y las otras ventrales. La configuración resultante es observable en la figura 3—13. Para explicar la configuración consideremos dos centros de vibración y , de donde parten sendos movimientos ondulatorios y representemos las ondas por circunferencias concéntricas, materializando los valles con línea interrumpida y las crestas con línea continua. Pero cabe preguntar: ¿Qué ocurrirá en un punto P a donde lleguen, simultáneamente los dos movimientos ondulatorios? ¿A cuál de los dos movimientos obedecerá el punto P? Seguramente el punto va a moverse con un movimiento resultante, producto de los dos movimientos concurrentes, lo que en realidad tiene lugar es una composición de movimientos. La amplitud con que vibra un plinto cualquiera de un medio a donde concurren a la vez dos o más movimientos, es la resultante de las amplitudes de cada uno de dichos movimientos. A los fenómenos que se originan por concurrencia simultánea de dos o más movimientos a un mismo punto se les denomina interferencia de ondas. El modo como vibre el punto P, depende de las condiciones de fase en que lleguen los […]

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