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¿QUE ES EL SONIDO?

Es el resultado de vibraciones mecánicas de un medio elástico, vibraciones que se transmiten a nuestro oído por el aire. En el vacio no hay propagación del sonido. Las vibraciones elásticas se propagan bajo la forma de ondas, ya sea longitudinales, como en el caso de un resorte en espiral del que se han comprimido momentáneamente varias espiras; ya sea transversales, como en una cuerda de violín que se tañe. En el aire y en el agua se tienen ondas longitudinales que producen variaciones rápidas de presión en dichos medios.

¿COMO SE GENERA UNA ONDA SONORA?

Para transmitir el sonido se necesita del aire. Las ondas sonoras longitudinales en el aire que proceden de una fuente que produce vibraciones deben ser analizadas profundamente. Por ejemplo si una tira metálica delgada se sujeta fuertemente en su base, se tira de uno de sus lados y luego se estira.

Al oscilar el extremo libre de un lado a otro con movimiento armónico simple, se propagan a través del aire una serie de ondas sonoras longitudinales periódicas que se alejan de la fuente.

VELOCIDAD DE PROPAGACION DEL SONIDO.

Es posible que se haya visto el relámpago de un rayo antes que escuchar el trueno. La luz y el sonido viajan a velocidades finitas, la velocidad de la luz es tan grande en comparación con la del sonido que puede considerarse instantánea. Determinando el tiempo  que tardan las ondas en moverse a través d una distancia conocida se puede medir directamente la velocidad del sonido. El sonido viaja a una velocidad de 331 m/s en el aire a 0 grados centígrados

Esquema del oído.

: ondas sonoras 

: tímpano

: Cóclea

: células de receptores :auditivos

: espectro de frecuencia

: impulso del nervio.

El sonido puede representarse como una suma de curvas con un factor de amplitud, que se pueden caracterizar por las mismas magnitudes y unidades de medida que a cualquier onda de frecuencia bien definida:

Longitud de onda (λ),

frecuencia (f)

inversa del período (T),

volumen,

Fase.

El análisis del efecto doppler

Si alguien esta cerca de las vías del ferrocarril y escucha el silbato del tren al aproximarse, se percibe que el tono del silbido es mas alto que el normal que se escucha cuando el tren esta detenido. Conforme el tren se aleja se observa que el tono que se escucha es mas bajo que el normal.

El efecto doppler es el cambio aparente en la frecuencia de una fuente de sonido cuando hay un movimiento relativo de la fuente y del oyente.

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ONDAS LONGITUDINALES   Y  TRANSVERSALES

Ondas longitudinales:

+ Se presentan cuando las partículas del medio natural vibran paralelamente a la dirección de propagación de la onda.

 

Ondas producidas en un resorte.

Al tirar el cuerpo hacia abajo, el resorte se estira y al soltarlo, las fuerzas de restitución del resorte tratan de recuperar su posición de equilibrio, pero al pasar por ella, debido a la velocidad que lleva, sigue su movimiento por inercia comprimiendo al resorte.

Estos movimientos de abajo y hacia arriba se repitan sucesivamente y el resorte se comporta como un oscilador armónico, generador de ondas longitudinales. Pues las partículas de aire que se encuentran alrededor del resorte vibraran en la misma dirección en la cual se propagan las ondas

—  En ciertos casos las partículas del medio se mueven de un lado a otro en la misma dirección en la que se propaga la onda.

  Las partículas se mueven a lo largo de la dirección de la onda en vez de hacerlo en sentido perpendicular.  Una onda de este tipo es una onda longitudinal.
Las ondas sonoras son ondas longitudinales

—  Algunos ejemplos que de ondas longitudinales son el sonido y las ondas sísmicas de tipo P generadas en un terremoto.

Ondas transversales

—  presentan cuando las partículas del medio material vibran perpendicularmente a la dirección de la propagación de la onda.

—  Estas se producen, por ejemplo , cuando se arroja una piedra aun estanque; al entrar en el agua, expulsa el liquido en todas direcciones; por tanto, unas moléculas empujan a otras, formándose prominencias y depresiones circulares alrededor de la piedra. Como las moléculas de agua vibran hacia arriba y hacia abajo, en forma perpendicular a la dirección en la que se propaga la onda, esta recibe el nombre de transversal.

—  Al mover hacia arriba y hacia abajo una cuerda o un resorte, fijos en unos de sus extremos, también se generan ondas transversales que se propagan de un extremo a otro.

—  Si una onda transversal se mueve en el plano x-positivo, sus oscilaciones van en dirección arriba y abajo que están en el plano y-z.

Lo mismo sucede en el caso de una cuerda; cada punto vibra en vertical, pero la perturbación avanza según la dirección de la línea horizontal. Las variaciones en el desplazamiento de los puntos de una cuerda tensa constituyen una onda típicamente transversal. La mal llamada "ola" que se hace en los estadios de fútbol es prácticamente una onda transversal, dado que la gente no se "mueve" de sus asientos (se mueve, pero levantándose y sentándose, no cambiándose a la silla de al lado)

—  Supón que produces una onda en una cuerda agitando el extremo libre hacia arriba y hacia abajo. En este caso el movimiento de la cuerda es perpendicular a la dirección del movimiento de la onda. Cuando el movimiento del medio (en este caso, la cuerda) es perpendicular a la dirección en que se propaga la onda, decimos que se trata de una onda transversal.

Las ondas que se producen en las cuerdas tensas de los instrumentos musicales y en las superficies de los líquidos son transversales.
También las ondas electromagnéticas que constituyen las ondas de radio y la luz son transversales.