SONIDO

SONIDO

Las ondas sonoras se producen al vibrar la materia. Por ejemplo al golpear una campana, pulsar una cuerda de una guitarra, al hacer vibrar las cuerdas vocales humanas.

para propagarse  el sonido necesita de un medio elástico ya sea gaseoso, líquido o sólido; aunque en el vacio no se propagan por ser ondas mecánicas. 

El sonido es una onda mecánica longitudinal por que las partículas del medio vibran en la dirección de propagación de las ondas.

La vibración es la causa de todos los sonidos y el aire es un medio de propagación.

  La frecuencia de las ondas sonoras esta comprendidas en el intervalo de 20 a 20.000 vibraciones por segundo.Las ondas de frecuencia inferior a 20vib/seg  se llaman infrasónicas y superior a 20.000vib/seg ultrasónicas respectivamente, y no son captadas por el oido humano.

Ejemplos

Ondas infrasonicas

Las ondas sismicas que se generan en un terremoto

El ruido que emiten los elefantes para comunicarse a grandes distancias

Ondas Ultrasonicas

Las ondas que se utilizan en las ecografias para detectar para monitorear el desarrollo del bebe en los primeros meses de embarazo

En la navegación para detectar objetos y medir distancias bajo el agua.

VELOCIDAD DEL SONIDO 

Todos sabemos que en diciembre cuando estalla un volador en el aire primero vemos  la luz y luego lo escuchamos , aunque la luz y el sonido se producen en el mismo instante, el sonido se oye después de haber visto la luz del volador. La razón es que la velocidad de la luz es mayor que la velocidad del sonido en el aire.

La  velocidad del sonido depende de las características del medio donde se propaga. Estos factores son la compresibilidad y la densidad. Además de estos factores, en los gases se consideran la masa molecular del gas(masa de una molécula de un gas) y la temperatura.

Compresibilidad: se dice que un material es más compresible que otro si experimenta mayor deformación o disminución del volumen cuando ambos materiales se someten a la misma presión. A menor compresibilidad del medio, mayor rapidez del sonido.

Densidad: a menor densidad del medio mayor rapidez de propagación del sonido. Por ejemplo, si dos sólidos tienen la misma compresibilidad, el sonido se propaga con mayor rapidez en el menos denso.

 Masa molecular: en los gases, cuando la masa molecular es menor, la rapidez de propagación del sonido aumenta.

Temperatura: en los gases ocurre que, a mayor temperatura, mayor es la velocidad, ya que al aumentar la temperatura, la rapidez de las moléculas del medio aumenta, lo que ocasiona un incremento en la rapidez de la propagación. Experimentalmente se ha comprobado que, para temperaturas comprendidas entre 0 y 35 °C, la velocidad del sonido aumenta 0,6 m/s por cada grado Celsius que aumente la temperatura.

A  0°C, la velocidad del sonido en el aire es 331 m/s, luego la expresión que relaciona la velocidad del sonido en el aire, expresada en m/s, con la temperatura, expresada en °C, es  v = 331 m/s + 0,6 m/s x T  °C^-1 

Otras forma de calcular la velocidad de propagación del sonido:

•  conociendo la distancia recorrida y el tiempo empleado en recorrela, mediante la expresión  v = x/t 
• Utilizando la expresión      ó      

Ejemplos:

1. ¿Que tiempo dura en  llegar a nosotros el sonido de una sirena de ambulancia si nos encontramos a 500m

 de distancia y la temperatura del aire en ese momento es de 15 °C?
Solución:
Para determinar el tiempo en el cual escuchamos el sonido, utilizamos la siguiente expresión:

2. Calcular el tiempo que dura el sonido en el aire a una temperatura de 30°C, al  recorrer una distancia de 2km.

v = 331 m/s + 0,6 m/s x T  °C^-1 

V= 331 m/s +0.6m/s x30°