Producción y Propagación de Sonido

¿Alguna vez te has preguntado cómo podemos escuchar los diferentes sonidos que se producen a nuestro alrededor? ¿Cómo se producen estos sonidos? ¿O cómo un solo instrumento puede producir una amplia variedad de sonidos? Además, ¿por qué los astronautas se comunican en lenguaje de señas en el espacio exterior? Un sonido es una forma de energía que ayuda en la audición a los seres vivos. Es una forma de energía mecánica cinética que se mueve en forma de onda. Las ondas sonoras muestran movimiento vibracional. Hertz (Hz) y Decibel (dB) son unidades de medida ampliamente utilizadas para medir el sonido.

tipos de sonido

• Hay diferentes tipos de sonido como audible , inaudible , agradable y desagradable .
• Las ondas cuya frecuencia oscila por debajo de los 16 Hz se denominan ondas infrasónicas . Estas ondas se utilizan para la detección de terremotos, erupciones volcánicas, formaciones de petróleo bajo tierra, etc.
• Mientras que las ondas cuya frecuencia supera los 20 kHz se denominan ondas ultrasónicas . Estas ondas son utilizadas por algunos animales para localizar a sus presas y comunicarse como murciélagos, etc.
• Las ondas que tienen una frecuencia entre 16 Hz y 20 kHz son audibles para los humanos.

Producción de Sonido

El sonido es producido por el rápido movimiento de vaivén de un objeto, es decir, la vibración. El objeto puesto en vibración perturba el estado de equilibrio de las partículas en el medio y la vibración continúa transmitiéndose de una partícula a otra. 

La vibración del cuerpo es la principal fuente de génesis del sonido. La emisión de sonido continúa mientras permanezca la vibración de un cuerpo. Al viajar a través de una membrana elástica continua, este sonido genera una experiencia auditiva en nuestros oídos. 

Como ejemplo: cuando se golpea un diapasón, vibra y emite sonido. La vibración se detendrá si se toca el diapasón con la mano. Como resultado, la salida de sonido se reducirá. En la imagen, cuando un diapasón emite sonidos, una bola de pinball en contacto con uno de los brazos del diapasón se aleja continuamente del brazo debido a la vibración del diapasón. 

Podemos comprender el origen y el carácter del sonido en base a nuestras experiencias cotidianas. Por ejemplo, si un objeto de metal cae al suelo o es golpeado por un martillo, se genera un sonido; pero, si se agarra con la mano o con un objeto duro. El sonido se crea al soplar una flauta, tocar la cuerda de un instrumento musical o hacer vibrar la membrana de un tambor. Como resultado, está claro que el sonido es creado por vibración. Esta vibración genera ondas en el medio, que hace oscilar la membrana de nuestros oídos, permitiéndonos percibir el sonido.

La vibración de un cuerpo hace que se genere el sonido. La vibración del cuerpo es el principal generador de todo tipo de sonido. La energía mecánica se convierte en sonido como resultado de la vibración.

Propagación del sonido

El sonido es producido por el rápido movimiento de vaivén de un objeto, es decir, la vibración. El objeto puesto en vibración perturba el estado de equilibrio de las partículas en el medio y la vibración continúa transmitiéndose de una partícula a otra. por ejemplo, cuando se golpea un diapasón contra una almohadilla de goma, se puede notar la vibración creada en las puntas y acercarse a nuestros oídos, podemos sentir el sonido que se produce, las cuerdas de la guitarra producen sonido cuando se golpean, etc.

El viaje del sonido desde la fuente de sonido al medio circundante es la propagación del sonido. Las ondas de sonido no pueden viajar en el vacío ya que no hay moléculas presentes para establecer la vibración.

Velocidad del sonido en diferentes medios. 

 La velocidad media del sonido es de 343 m/s. El sonido viaja en forma de ondas de un medio a otro. La velocidad del sonido varía en diferentes medios. Se ve afectado por factores como la temperatura, la densidad, la elasticidad y el medio a través del cual viajan las ondas sonoras. Hemos enumerado la velocidad del sonido en diferentes medios en la siguiente tabla:

Materiales	Velocidad del sonido
Aire a 20°C	343 m/s
Goma	60 m/s
Guiar	1210 m/s
Oro	3240 m/s
Vidrio	4540 m/s

¿Puede el sonido viajar en el vacío o en el espacio?

El sonido siempre requiere un medio para viajar de un punto a otro. El sonido no puede propagarse en el vacío porque no hay partículas o moléculas presentes para establecer la vibración. La música producida por la vibración de las cuerdas de la guitarra se puede escuchar a medida que la vibración producida viaja por el aire hasta nuestros oídos. En este proceso el aire actúa como medio de transmisión del sonido.

¿Cómo es el sonido escuchado por los humanos? 

Las ondas de sonido que viajan a través de un medio llegan a nuestros oídos y escuchamos el sonido. A medida que las ondas de sonido son reunidas por el pabellón de la oreja y luego conducen al canal auditivo donde golpean el tímpano. La vibración establecida desde el tímpano se transmite a tres huesos (martillo, yunque, estribo) y finalmente al oído interno. Las células sensibles presentes en el oído interno transmiten la vibración al cerebro a través del nervio auditivo, que el cerebro registra como sonido.

Problemas de muestra

Problema 1: ¿Por qué no se puede escuchar el sonido en el espacio? Dar una razon.

Solución: 

El sonido viaja en forma de onda que se crea debido a la vibración de partículas en un medio como aire, agua o materiales sólidos. Debido a que el espacio no tiene partículas para vibrar debido a la falta de sonido medio, no puede viajar ni escucharse en el espacio.

Problema 2: Todos los cuerpos que vibran producen sonido. ¿Podemos escuchar todos los sonidos?

Soluciones:

Las ondas sonoras cuya frecuencia oscila por debajo de los 16 Hz se denominan sonido infrasónico y las ondas cuya frecuencia oscila por encima de los 20 kHz se denominan sonido ultrasónico. Y, el rango general de audición humana es de 20 Hz a 20 kHz. Por lo tanto, los humanos no pueden escuchar las ondas sonoras que superan esta limitación.

Problema 3: ¿Todos los cuerpos producen sonido?

Solución: 

El sonido se produce debido a la vibración de las partículas del medio. Por lo tanto, si un cuerpo se mantiene en contacto con un medio, las partículas pueden vibrar y producir sonido, pero si el cuerpo se mantiene en el vacío, no se producirá sonido, ya que no se producirá la vibración de las partículas.

Problema 4: Nombre el factor que determina la estridencia de un sonido.

Solución: 

La frecuencia de las ondas determina la estridencia del sonido. A medida que la onda de sonido con una frecuencia más alta crea un tono alto y con una frecuencia más baja, el tono se vuelve más bajo.

Problema 5: El sonido de un mosquito se produce cuando hace vibrar sus alas a una velocidad promedio de 250 vibraciones por segundo, ¿cuál es el período de tiempo de las vibraciones?

Solución:

Dado que, 

Las vibraciones totales son de 250 Hz.

Por lo tanto, t

Se toma tiempo para completar una vibración = 1/250 = 0,004 segundos.

Por lo tanto, el período de tiempo = 0,004 segundos.