Unidad I Ondas Y Sonido 1.pptx

Unidad I Ondas y sonido Objetivo: Comprender los clasificaciones de las ondas y los fenómenos que se producen en el sonido.

¿Qué es una onda?  

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Perturbación de un medio, que se propaga a través del espacio transportando energía. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal, el espacio o el vacío. Las cosas tienen su propia temperatura debido a que sus componentes, los átomos están vibrando permanentemente. La vibración es la causa de las ondas.

¿Cómo se clasifican?

Criterios de clasificación I. Duración a.

Onda periódica: La perturbación se produce en ciclos repetitivos.

b.

Onda no periódica: La perturbación se da aisladamente (pulsos), las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes.

Criterios de clasificación a.

b.

c.

II. Modo de vibración del medio (dirección) Longitudinales: Igual a la dirección de propagación de la onda. Transversales: Perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Superficiales: Combinación de los casos anteriores.

Criterios de clasificación II. Modo de vibración del medio (dirección) a.

Longitudinales

Criterios de clasificación II. Modo de vibración del medio (dirección) b.

Transversales

Criterios de clasificación II. Modo de vibración del medio (dirección) c.

Superficiales

Criterios de clasificación III. Límites a.

Viajera: Se propagan libremente transportando energía a otros lugares del espacio.

a.

Estacionaria: Se forma cuando una onda viajera se refleja invertida respecto de la onda incidente.

Criterios de clasificación III. Límites a.

Viajera

b.

Estacionaria

Criterios de clasificación IV. Medio de propagación: a.

b.

Mecánicas: necesitan de un medio material para propagarse. Electromagnéticas: no necesitan de un medio material.

Criterios de clasificación IV. Medio de propagación: a.

Mecánicas

b.

Electromagnéticas

Criterios de clasificación V. Dimensiones a.

Unidimensional:

b.

Bidimensional:

c.

Tridimensional:

Actividad

X X X X

X X X

X

X X X

X

X X X

Características de una onda 

Son elementos espaciales de una onda, la amplitud (A) y la longitud de onda (λ). Ambos se miden en [m].

Características de una onda 

Son elementos temporales de una onda son el período (T), la frecuencia (f) y la rapidez de propagación de la onda (v). Periodo (T): El tiempo que transcurre entre dos pulsos consecutivos o un ciclo completo. El periodo se mide en segundos [s]. Frecuencia (f ): Número de ciclos que se producen en una onda por unidad de tiempo. Se mide en [Hz]. Matemáticamente se representa: Donde La frecuencia y el periodo son magnitudes que se relacionan entre si, ya que si una aumenta, la otra disminuye. Es por esta razón que son inversamente proporcionales. Su relación de expresa:

Características de una onda 

Son elementos temporales de una onda son el período (T), la frecuencia (f) y la rapidez de propagación de la onda (v). Rapidez de propagación (v): indica la razón de cambio entre la distancia recorrida y el tiempo empleado en hacerlo. En el caso de una onda, si se considera un ciclo, la distancia recorrida es su longitud de onda (λ), mientras que el tiempo que tarda en hacerlo es el período (T).

Como λ se mide en metros [m] y T en segundos [s] la rapidez de la onda se mide en [m/s]. La rapidez de una onda en un medio homogéneo es constante y no depende de la longitud de onda ni de la frecuencia. Si uno de estos factores cambia, el otro también lo hace, de modo que su producto permanece constante.

Actividad ¿ Cómo determinar los elementos temporales de una onda?

Actividad ¿ Cómo determinar los elementos temporales de una onda?

Propiedades de las ondas Cuando las ondas interactúan con determinados obstáculos, algunas de sus características, como la dirección o la rapidez, se modifican.

Reflexión de las ondas Cuando una onda incide en el límite de separación de dos medios diferentes, parte de ella es re direccionada hacia el medio por el cual se propagaba originalmente. A este fenómeno se le conoce como reflexión.

La reflexión de las ondas tiene dos importantes propiedades:  La onda incidente, la onda reflejada y la normal están en un mismo plano.  El ángulo de incidencia (𝛼𝑖 ) y el ángulo de reflexión (𝛼𝑟 ) son de igual medida.

Refracción de las ondas

Fenómeno en ondas luminosas

Cuando una onda viajera, pasa de un medio a otro con densidad diferente, experimenta un cambio en su velocidad de propagación y, por consiguiente, en su dirección (siempre que el ángulo de incidencia sea distinto de 0°). Este fenómeno es conocido como refracción.

Es importante mencionar que, durante la refracción, la frecuencia de la onda se mantiene constante; así, para que su velocidad varíe, debe cambiar su longitud de onda (recuerda que v = λ ⋅ f).

Fenómenos en ondas sonoras

Fenómeno en ondas sonoras

Fenómeno ondas luminosas

Difracción de una onda 

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Este fenómeno se produce cuando las ondas sonoras, se encuentran en su camino con una abertura de ancho igual o menor que la longitud de las ondas, éstas se propagan al otro lado de la abertura en todas direcciones Esto explica porque en general, un obstáculo no impide el avance de una onda sonora. La onda rodea los obstáculos, pues cada molécula del aire se comporta como una nueva fuente de sonido. Esto permite oír aunque no veamos la fuente sonora original. A esta propiedad de las ondas se le llama difracción.

Absorción

Fenómeno en ondas sonoras

Si una onda sonora se encuentra con una superficie sólida se reflejará en ella, pero si choca contra una cortina o materia la prueba de sonidos, se absorberá. 

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Generalmente los materiales blandos y de baja densidad, ya que absorben gran parte del sonido debido a que posee números cavidades de aire.. En un salón grande con baldosas, se produce más eco que en una sala alfombrada. En los estudios de grabación las murallas están tapizadas con plumavit o bandejas de huevo, esto se hace para que se absorba parte del sonido y no se produzca eco.

Mapa Conceptual

Mapa Conceptual

Periodo T

Rapidez de la onda v

Propiedades de las ondas 

Las ondas se reflejan:

Cuando la onda va camino a un lugar, se dice que es una onda incidente. Cuando se devuelve, decimos que es una onda reflejada.

Propiedades de las ondas 

Las ondas se refractan:

Propiedades de las ondas 

Las ondas se difractan.

Sonido ¿Cómo se genera el sonido? El sonido se genera por una sucesión de cambios de presión en un medio (sólido, líquido o gas), provocados por una vibración que se transmite en forma de ondas sonoras.

Sonido

onda mecánica

onda longitudinal

Características del sonido

Sonido fuerte: mayor amplitud

Sonido suave: menor amplitud

Intensidad del sonido [dB]

¿Y estos instrumentos?

Existen tres tipos de sonidos: Ruido, música y la voz.

¿Sonido o ruido? 

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Físicamente, el sonido se diferencia del ruido según la periodicidad de las ondas. Las vibraciones del sonido son regulares o periódicas, en cambio, lo que se conoce como ruido corresponde a vibraciones irregulares, que generan una sensación confusa. Aun así la diferencia entre ruido y sonido es subjetiva y depende de cada receptor.

Instrumentos musicales 

Desde este punto de vista, un instrumento musical es cualquier objeto que se usa para producir sonidos, o fuente sonora.