El sonido es una forma de energía generada por la vibración de los cuerpos. Su difusión requiere el uso de un medio. Como resultado, el sonido no puede viajar en el vacío porque no hay material para transferir las ondas sonoras. La vibración del sonido es el movimiento de ida y vuelta de una entidad que hace que se produzca el sonido. Eso a menudo se conoce como movimiento oscilatorio .
¿Qué son las Oscilaciones?
La oscilación es el movimiento rítmico habitual de ida y vuelta. El sonido viaja de un lugar a otro en forma de ondas, que son causadas por el movimiento de los objetos en el medio. Una onda es un fenómeno o interrupción en el que la energía se transmite de un punto a otro sin interacción física. Como resultado, el sonido se considera como una onda.
Cada vibración u oscilación tiene tres características principales: la amplitud, el período de tiempo y la frecuencia se analizan en profundidad en la siguiente sección:
Amplitud
La amplitud de una onda de sonido es una medida de la altura de la onda. La amplitud de una onda de sonido se conoce como su volumen o el desplazamiento máximo de las partículas que vibran en un medio desde su ubicación media cuando se produce el sonido. Es la diferencia entre la cresta o valle de la ola y su ubicación media.
La amplitud de la onda es la frecuencia de la ruptura máxima de partículas en el medio a ambos lados del valor medio.
La letra A se usa comúnmente para representarlo.
Su unidad SI es el metro (m) .
Periodo de tiempo
Un período de tiempo puede describirse como la cantidad de tiempo que lleva completar una tarea. Cuando una ocurrencia ocurre regularmente, se dice que es intermitente. El ciclo es la cantidad de tiempo que tarda el fenómeno estacional en replicarse. El tiempo que tarda la partícula en completar un bucle de vibración es el lapso de tiempo de la partícula.
El tiempo que se tarda en completar una vibración en la profundidad del medio se denomina ciclo de tiempo de la onda sonora.
La relación entre el período de tiempo (T) y la frecuencia (f) es,
T=1 / f
Se denota con la letra T.
Su unidad SI es el segundo (s) .
Frecuencia
La frecuencia de oscilación se define como el número de oscilaciones por segundo. Su unidad es el hercio, que se denota con el símbolo Hz. En general, la frecuencia de una onda se refiere a la frecuencia con la que las partículas en un medio vibran cuando una onda pasa a través del medio.
La frecuencia de una onda sonora se define como el número de vibraciones por unidad de tiempo.
Frecuencia (f) = 1 / Período de tiempo (T)
Se representa con las letras f o v.
La unidad SI de frecuencia es Hertz (Hz) .
Problemas de muestra
Problema 1: ¿Por qué un recipiente vacío produce un sonido más fuerte que uno lleno?
Solución:
Un recipiente vacío produce un sonido más fuerte que uno lleno porque las moléculas de aire en el recipiente lleno tienen mayor amplitud e intensidad que las moléculas de líquido en el recipiente lleno.
Problema 2: ¿Qué tipo de onda es el sonido?
Solución:
Las ondas sonoras se dividen en tres categorías:
1. Ondas de sonido longitudinales: una onda longitudinal es una onda en la que el movimiento de las partículas del medio es paralelo a la dirección del transporte de energía.
2. Ondas de sonido mecánicas: una onda mecánica es una onda que depende de la oscilación de la materia, lo que significa que transfiere energía a través de un medio para propagarse.
3. Ondas de sonido de presión: una onda de presión, u onda de compresión, tiene un patrón regular de regiones de alta y baja presión. Debido a que las ondas sonoras consisten en compresiones y rarefacciones, sus regiones fluctúan entre patrones de baja y alta presión.
Problema 3: Una persona está escuchando un tono de 600 Hz sentada a una distancia de 550 m de la fuente del sonido. ¿Cuál es el intervalo de tiempo entre compresiones sucesivas de la fuente?
Solución:
El intervalo de tiempo entre dos compresiones sucesivas es igual al período de tiempo de la onda. Este período de tiempo es recíproco de la frecuencia de la onda y viene dado por la relación
T = 1 / f
= 1 / 600 Hz
= 1,66 ms
Problema 4: Explicar el funcionamiento y aplicación de un SONAR.
Solución:
Una onda de sonido ultrasónica es producida por el transductor del SONAR, que se propaga a través de cualquier medio (agua de mar). La onda cuando golpea una superficie, es reflejada y detectada por el detector de sonar. La distancia de la superficie se puede calcular como:
2d = v × t
donde d es la distancia, v es la velocidad del sonido, t es el tiempo.
Este método de medición de distancias también se conoce como «distancia de eco». El resultado es 2d porque la onda cubre d distancia cuando sale y d distancia nuevamente cuando regresa después de la reflexión.
Problema 5: Describe cómo se producen compresiones y rarefacciones en el aire cerca de una fuente de sonido.
Solución:
La compresión es una región de alta presión donde las partículas están cerca, mientras que la rarefacción es una región donde las partículas están lejos unas de otras. Cuando una onda avanza, se comprime debido a la presión del medio. De manera similar, las rarefacciones se ven cuando la onda se mueve hacia atrás. A medida que la onda en el aire golpea muchas partículas y se mueve de un lado a otro, se producen compresión y rarefacciones.
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Artículo escrito por sushmanag73 y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA