martes, 31 de marzo de 2015
Guía didáctica: El sonido
Institución:
Docentes: Luis Fernando Posada M
Área: Ciencias naturales Grado: 11º
Asignatura: Física
Objetivo:
Determinar el concepto de sonido de las ondas sonoras y su energía, así como sus cualidades.
Para realizar la siguiente actividad, es necesario tener los siguientes materiales: Una guitarra y diferentes cuerdas.
¿Cómo lo haremos?
Todo guitarrista sabe afinar una guitarra. ¿Alguna vez has visto afinar una guitarra? Primero tensa las cuerdas girando las clavijas. Enseguida coloca sus dedos en diferentes trastes para aumentar o reducir la longitud de las cuerdas y de la vibración. También puede tocar diferentes cuerdas (gruesas o delgadas) para obtener tonos diferentes. Pruébalo.En la siguiente animación puedes escuchar diferentes cualidades de las ondas sonoras
En el siguiente video entenderás más claramente el concepto de sonido
Marca con una X en los casos que consideres correctos:
( ) Al aumentar el grosor de la cuerda, el tono cambia
( ) Al aumentar el grosor de la cuerda, el tono es menos agudo
( ) Al aumentar la longitud de la cuerda, disminuye la tensión
( ) Al disminuir el grosor de la cuerda, el tono es más agudo
( ) El tono depende de la longitud, la tensión y el grosor de la cuerda
( ) Al aumentar el grosor de la cuerda, el tono es menos agudo
( ) Al aumentar la longitud de la cuerda, disminuye la tensión
( ) Al disminuir el grosor de la cuerda, el tono es más agudo
( ) El tono depende de la longitud, la tensión y el grosor de la cuerda
Ahora subraya los factores de los cuales dependen los diferentes tonos:
Analiza detenidamente como vibra cada cuerda al pulsarla con el dedo. ¿Vibra en sentido longitudinal o transversal a la cuerda? Observa.
Como conclusión del sonido podemos decir que:
· Material de la cuerda, marca de la guitarra, marca de la cuerda
· Grosor de la cuerda
· Tensión de la cuerda
· Longitud total de la cuerda
La cuerda está produciendo una onda sonora que perturba el aire (medio elástico) comprimiéndola y expandiéndola sucesivamente. Así se va transmitiendo el sonido a través del aire como se observa en el dibujo.
¿Qué tipo de onda describe el sonido producido por las cuerdas de la guitarra?
La guitarra es la fuente sonora (la que produce el sonido). ¿Por qué se produce el sonido?
¿Por qué se transmite el sonido de la guitarra desde la fuente sonora a una distancia de aproximadamente 2 m? El sonido de la guitarra se puede percibir de diferentes formas en nuestro oído. ¿Cuáles crees?
Contesta la siguientes preguntas:
Contesta la siguientes preguntas:
¿Qué es el sonido?
¿En qué consiste
el sonido?
¿El sonido es una
onda mecánica? Por qué?
A mayor
frecuencia. ¿Qué pasa con la onda sonora?
Las ondas sonoras,
son de ¿qué tipo?
¿En el vacío se propagan las ondas sonoras? ¿Por
qué?
¿Cuál es la
importancia de las ondas sonoras?
En la siguiente secuencia didáctica encontrarás todo lo que debes saber de las ondas sonoras...........
Mira la siguiente actividad para que complementes todo lo que sabes
En la siguiente secuencia didáctica encontrarás todo lo que debes saber de las ondas sonoras...........
Mira la siguiente actividad para que complementes todo lo que sabes
Estas formas se traducen en las llamadas cualidades del sonido que son tres: Intensidad, tono y timbre. Y a su vez se explican desde el punto de vista de la física respectivamente por las características: Amplitud de onda, longitud de onda y forma de la onda.
Como conclusión del sonido podemos decir que:
Cualidades del sonido Cualidades del sonido II
Para finalizar la guía didáctica, contesta las siguientes autoevaluciones animadas
El sonido
El sonido es una forma de
energía y se produce cuando algún objeto vibra,
produciendo una onda que viaja
por el aire, el agua o el suelo y que
es captada por el pabellón de la
oreja. El volumen
del sonido tiene que ver con la fuerza con
que las ondas sonoras llegan a nuestros oídos. Este se mide en decibeles o beles por medio de un aparato llamado
decibelímetro.
- Los sonidos que son muy fuertes y constantes, producen molestias y daños no solamente a los oídos, sino a la salud mental.
- Las ondas sonoras viajan más rápido a través de los sólidos y líquidos y menos rápido por el aire, que es el medio más común por el que nos llegan los sonidos, pero la velocidad con que nos llegan depende también de la distancia en que se encuentren.
Video uno: ¿Qué es el sonido?
- Los sonidos no pueden propagarse en lugares en donde no hay aire aunque se golpee fuertemente algún objeto.
Video dos: ¿Qué es la música?
El ruido es un sonido no
deseado, todo lo que nos molesta o no nos gusta porque no tiene ritmo o es muy
fuerte y nos molesta se le llama ruido. El ruido
constante y fuerte va ocasionando problemas de agudeza auditiva, afecta el
sistema nervioso, produce nerviosismo y otras alteraciones mentales y
emocionales. 
El sonido es una onda mecánica longitudinal, pues las partículas vibran en la misma
dirección de propagación de la onda; se produce debido a una serie de comprensiones y expansiones
alternas del medio de propagación.
Las ondas sonoras
están comprendidas entre una frecuencia
de 20 vibraciones por segundo hasta
20000 vibraciones por segundo. Según el tipo de frecuencia de las ondas
sonoras, estas se clasifican en ondas infrasónicas
y ultrasónicas.
Son todas aquellas ondas cuya frecuencia de vibración es inferior a 20 vibraciones por segundo.
Son todas
aquellas ondas cuya frecuencia de
vibración es superior a 20000 vibraciones por segundo. La Ultrasónica
es la rama de la física que se ocupa de las ondas de sonido de alta frecuencia, generalmente por
encima de 20.000 hercios (Hz), es decir, más allá de las frecuencias audibles.
El sonido es una onda longitudinal por donde viaja la energía, propagándose en un medio elástico y continuo generando a su ves una variación local de presión o densidad, que se transmite en forma de onda esférica periódica o cuasi periódica. Estas ondas se desplazan en todas las direcciones.
Ondas sonoras El ruido Cuerdas sonoras Sonido intenso Resonancia Sonidos diferentes Sonidos de la naturaleza
Veamos un video de la resonancia
Video uno
Video dos
Video tres
Vídeo cuatro
Vídeo cinco Ondas de choque
Velocidad de propagación del sonido
Para transmitirse
el sonido necesita de un medio elástico,
ya sea sólido, líquido o gaseoso;
las ondas sonoras no se propagan en el vacío.
Los sonidos que el oído humano puede percibir, dependen de la variación
de presión que el aire experimenta al transmitirlos.
Cuando observamos de lejos que una persona golpea
un objeto y escuchamos el sonido
que produce, podemos comprobar que el sonido emitido gasta un tiempo
para llegar a nosotros. La velocidad
con que viaja el sonido depende de la elasticidad del medio de propagación y
de su densidad.
Velocidad del
sonido en el aire
Experimentalmente se ha comprobado y observado que la
velocidad del sonido en el aire varía 0,6
metros por segundo, por cada grado Celsius de temperatura, por lo tanto se
puede calcular la velocidad del sonido en el aire en función de la temperatura t, usando la siguiente expresión:
Velocidad del sonido en otros medios
MEDIO
| TEMPERATURA | VELOCIDAD |
Aire
|
0º C
|
331
|
Aire
|
15 º C
|
340
|
Oxigeno
|
0º C
|
317
|
Agua
|
15º C
|
1450
|
Acero
|
20º C
|
5130
|
Aluminio
|
0º C
|
5100
|
Ejemplo
Calcular la
longitud de onda de un sonido cuya frecuencia es de 180 Hz, sí se propaga en el aire a una temperatura de 30
º C.
Para hallar la longitud
de onda se necesita conocer la velocidad del sonido, por lo tanto:
Veamos un vídeo donde se aplica la velocidad del sonido.
¿Qué ocurre cuando un avión traspasa la barrera del sonido?
Cuando un avión supera la velocidad de 340 metros por segundo a la que viaja
el sonido, llamada velocidad 'Match-One', se produce un efecto sonoro.
Científicamente, las ondas de sonido emitidas por el avión no pueden precederlo y entonces se
acumulan detrás del avión. Cuando esta onda de choque pasa, se oye un sonido, una explosión sónica. Y cuando el avión acelera y logra romper la barrera
del sonido se forma una increíble nube
detrás de él, esta nube tiene la forma
de un cono.
Esto se debe a que se produce una caída de la presión como resultado de la onda
de choque creada. Esta bajada de la presión implica una bajada de la temperatura. Si el aire es húmedo,
entonces el vapor de agua se condensará en pequeñas gotitas y
formará la nube
Veamos algunos videos de la velocidad sónica y supersónica
Video uno
Video dos
Video tres
Video cuatro
lunes, 30 de marzo de 2015
Fenómenos acústicos.
Por ser el sonido una onda longitudinal, presenta los fenómenos ondulatorios de la
reflexión, refracción, difracción, interferencia.
El sonido como cualquier otra onda se refleja al chocar contra un
obstáculo cambiando de dirección. El sonido reflejado produce dos efectos
diferentes: Uno se llamará ECO y el otro REVERBERACIÓN.
El eco tiene relación con la reflexión del sonido y se produce, porque la
onda sonora choca perpendicularmente contra algo, este choque
produce el rebote de la onda hacia el lugar de origen. Para que se
produzca el eco, debe de haber una determinada distancia entre el foco del sonido y la superficie reflectante. Esta
distancia se determina entre doce y diecisiete metros aproximadamente,
según el tipo de sonido que se emita.
Para que una persona parada frente a una pared distinga el sonido emitido por ella del
ECO, es necesario que se encuentre a
una distancia mínima de 17 metros.
La reverberación es un
fenómeno derivado de la reflexión del sonido dentro de un espacio cerrado. Consiste en una ligera prolongación del sonido una vez que se ha extinguido el de la
fuente original. Esta prolongación es debida a las ondas reflejadas por las diferentes superficies del espacio como las paredes, suelo y techo del mismo.
Veamos un vídeo ¿ Eco o reverberacion?
Es la característica del sonido por el cual el oído
humano distingue sonidos graves y sonidos
agudos. El tono o altura se relaciona con la frecuencia del sonido, por lo
tanto el tono puede ser AGUDO o GRAVE.
Ejemplos
Veamos un vídeo ¿ Eco o reverberacion?
La reflexión
del sonido es importante porque tiene influencia en la acústica de los salones y en la navegación fluvial y marina, ya que en este último caso nos permite determinar la
proximidad de las playas y la profundidad de los mares. El sonido como cualquier otra onda sufre la refracción y la difracción. Ver animaciones.
Las cualidades del sonido son aquellas características que permiten diferenciar
unos sonidos de otros. En la audición subjetiva se distinguen 3 cualidades
del sonido:
El tono o altura, la intensidad y el timbre.
Tono o altura
Es la característica del sonido por el cual el oído
humano distingue sonidos graves y sonidos
agudos. El tono o altura se relaciona con la frecuencia del sonido, por lo
tanto el tono puede ser AGUDO o GRAVE.
· Tono agudo: Si la frecuencia del sonido es
alta.
· Tono grave: Se presenta si la frecuencia es baja.
Intensidad
Es la
característica del sonido por el cual el oído distingue sonidos fuertes
y sonidos débiles. La
intensidad puede ser física o auditiva.
Intensidad física: Podemos decir que la intensidad física se
relaciona con la cantidad de energía
que transporta la onda sonora en la unidad
de tiempo, a través de la unidad de superficie, tomada
perpendicularmente a la dirección en que
se propaga la onda, es decir:
Intensidad
auditiva:
Es la sensación percibida por nuestro oído, depende de la intensidad física y de otros factores característicos de nuestro aparato auditivo.
Es la sensación percibida por nuestro oído, depende de la intensidad física y de otros factores característicos de nuestro aparato auditivo.
Basados en las observaciones hechas por WEBER – FECHER, se ha fijado una
escala arbitraria para la medida de la intensidad de los sonidos, a cuyo
resultado se la asigna el nombre de BELIO,
el cual se representa por la letra B.
La intensidad
auditiva (B) que produce un sonido determinado será proporcional al
logaritmo decimal de la relación entre la intensidad
física (I) del sonido que se quiere medir
y la intensidad (Io) del sonido mínimo audible por el hombre, es
decir:
Timbre
Es una característica del sonido que nos permite identificar o diferenciar la fuente que
emite el sonido.
Ejemplos
1) Una
fuente sonora puntual produce una potencia
acústica de 2Π*10 a la menos 3 Watt. ¿Cuál
es la intensidad de este sonido a una distancia
de 6 metros?
2) ¿Cuál
es la intensidad física de un sonido que tiene un nivel de intensidad B de 3 b?
Veamos un vídeo en el cual se observa la intensidad auditiva.
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