Clase de física sobre el sonido y las ondas

1. EL SONIDO Y LAS ONDAS

2. OBJETIVO
 Comprender los clasificaciones de las ondas y los
fenómenos que se producen en el sonido.
 Identificar la información entregada en los
enunciados para resolver ejercicios de aplicación y
de comprensión.

3. CLASIFICACIONES DE LAS ONDAS
 Primer criterio: Medio de propagación
 Onda mecánica:

4.  Primer criterio: Medio de propagación
 Onda electromagnética:

5. SEGUNDO CRITERIO: DIRECCIÓN DE
VIBRACIÓN DEL MEDIO
 Onda longitudinal:

6. SEGUNDO CRITERIO: DIRECCIÓN DE
VIBRACIÓN DEL MEDIO
 Onda
Transversal

7. TERCER CRITERIO: EXTENSIÓN DEL MEDIO
 Ondas estacionarias:

8. TERCER CRITERIO: EXTENSIÓN DEL MEDIO
 Ondas viajeras:

9. CUARTO CRITERIO: PERIODICIDAD DE LA
ONDA
 Ondas periódicas:

10. CUARTO CRITERIO: PERIODICIDAD DE LA
ONDA
 Ondas no periódicas:

11. QUINTO CRITERIO: DIMENSIÓN DE VIBRACIÓN
DEL MEDIO
 Ondas unidimensionales:

12. QUINTO CRITERIO: DIMENSIÓN DE VIBRACIÓN
DEL MEDIO
 Ondas bidimensionales:

13. QUINTO CRITERIO: DIMENSIÓN DE VIBRACIÓN
DEL MEDIO
 Ondas tridimensionales:

14. ACTIVIDAD

15. REPRESENTACIÓN Y CARACTERÍSTICA DE UNA
ONDA
 Elementos espaciales de una onda: La amplitud y
la longitud de onda.
 Amplitud

16.  Longitud
 ¿Cuál es la amplitud y longitud de onda?
REPRESENTACIÓN Y CARACTERÍSTICA DE UNA
ONDA

17. REPRESENTACIÓN Y CARACTERÍSTICA DE UNA
ONDA
 Elementos espaciales de una onda: Periodo y
frecuencia.

18. REPRESENTACIÓN Y CARACTERÍSTICA DE UNA
ONDA
 Rapidez de propagación:
 Ejercicio

19. ACTIVIDAD

20. EJERCICIOS
1. Una ola en el océano tiene una longitud de 10 m.
Una onda pasa por una determinada posición fija
cada 2 s. ¿Cuál es la velocidad de las ondas que
genera el mar?
2. Ondas de agua en un plato poco profundo tienen 6
cm de longitud. En un punto, las ondas oscilan
hacia arriba y hacia abajo con una oscilación
vertical total de 8 cm, a una razón de 4 oscilaciones
por segundo. a) ¿Cuál es la rapidez de las ondas?,
b) ¿cuál es el periodo de las ondas? c) ¿Cuál es la
amplitud de las ondas?
3. Calcular la longitud de onda de una nota musical
con una frecuencia de 261 Hz. Considerando que la
velocidad de propagación del sonido en el aire
a 15° C es de 340 m/seg.

21. 4. La nota musical La tiene una frecuencia, por
convenio internacional de 440 Hz. Si en el aire se
propaga con una velocidad de 340 m/s y en el agua lo
hace a 1400 m/s, calcula su longitud de onda en esos
medios.
5. Se tiene la siguiente representación gráfica de una
onda. Sabiendo que la frecuencia es de 6 Hz y que a=2
m. ¿Cuál sería el periodo y la rapidez de propagación
de la onda?

23.  reflexión
 https://www.youtube.com/watch?v=D-ZXduAFshw
Eco y reverberación
 https://www.youtube.com/watch?v=gfwpMw-pPhs
 refracción
https://www.youtube.com/watch?v=t4iSY03-MSM
 sonido energía y ondas
 https://www.youtube.com/watch?v=LP30btJ1Skw

24. ESPECTRO DE AUDICIÓN
 Es el rango audible que posee el ser humano, va
desde los 20 Hz hasta los 20000 Hz.
 Aquellos rangos en frecuencia que se encuentren
bajo los 20 Hz, se les denominan infrasonidos. Las
longitudes de onda van desde los 17 m hasta los 30
km.
 Por el contrario los que se encuentren sobre los
20000 Hz, ultrasonidos. Las longitudes de onda van
desde los 0,017 m en decrecimiento.

25. Clasifica según los rangos auditivos de estos animales, en infrasonido,
rango audible (respecto del ser humano) y ultrasonido. (2 décimas)
Responde la pregunta correspondiente al cuadro de «Ciencia en Chile» (2
puntos)

26. CARACTERÍSTICAS DEL SONIDO
 Intensidad Sonora.
 Que un sonido se perciba más o
menos «fuerte». Esta
característica depende de la
energía que transporta la onda.
 La intensidad de un sonido
corresponde a la energía
transportada por unidad de
tiempo y de superficie. Para
cuantificar estas variables se
recurre al concepto de
Intensidad Sonora (NIS).

27. TONO DE UN SONIDO
 El tono es la característica de un sonido que nos
permite clasificarlo en agudo o grave.
 Reordena las notas musicales de agudo a grave. (2
décimas)
 493,88 Hz 293,66 Hz
 329,63 Hz 392 Hz
 440 Hz
 261,63 Hz
 349,23 Hz

28. TIMBRE DE UN SONIDO
 El timbre se debe a la
composición armónica de
un determinado sonido.
 Ejemplo:
 Si una flauta toca una nota
“do” y una guitarra
también una nota “do”
podemos distinguir la
diferencia acústica de
estos instrumentos debido
a que suenan distintos.

29.  Para integrar y sintetizar algunos de los conceptos
estudiados en estas páginas, realicen la siguiente
actividad: en la tabla se propone una serie de
situaciones en las que dos instrumentos suenan de
manera simultánea. Comparen cada una de sus
características sonoras y marquen un ✓ según
corresponda.

30. LA RAPIDEZ DEL SONIDO Y LA Tº
 Según la expresión física que demuestra la
dependencia de la velocidad del sonido con la
temperatura. Determina y responde:
 ¿Para qué temperatura del aire el sonido viaja más
rápido en él? Demuestre con una temperatura de
40ºC y una de 5ºC
 Dos ondas sonoras de distinta frecuencia viajan por
el aire que se encuentra a un temperatura de 35ºC.
¿Cuál de las dos viaja con mayor velocidad?

31. LA RESONANCIA
 Respecto del video que se mostrará a continuación,
responde lo siguiente:
 ¿Qué explicación darías para las distintas oscilaciones
de movimiento que presentan los 3 objetos cuando son
sometidos a la misma frecuencia a la vez?
 https://www.youtube.com/watch?v=i709Y0_5NOc
 http://cinicosdesinope.com/ciencias/que-es-la-
resonancia-del-sonido/
 https://www.youtube.com/watch?v=ULLOAGWla7M

32. LA RESONANCIA
 La resonancia es un fenómeno que se manifiesta
en distintas disciplinas de estudio. Se produce
cuando un movimiento en un medio, se reproduce
en otro en una frecuencia determinada.
 En la acústica, la resonancia se produce en ciertas
amplitudes sonoras cuando coinciden ondas
similares en frecuencias.
 https://www.youtube.com/watch?v=m2Y-
RRo1NIg&t=10s

33. REFRACCIÓN DEL SONIDO EN EL AIRE

34. EL EFECTO DOPPLER

35. CONSIDERACIONES EN LA APLICACIÓN
MATEMÁTICA DE LA ECUACIÓN DEL EFECTO
DOPPLER
 f o = Frecuencia que percibe el observador.
 f f = frecuencia real que emite la fuente.
 V s = velocidad del sonido.
 V o = velocidad del observador.
 V f = velocidad de la fuente.

36. CONSIDERACIONES EN LA APLICACIÓN MATEMÁTICA
DE LA ECUACIÓN DEL EFECTO DOPPLER
 Ahora antes de llegar y aplicar la fórmula, fíjense en los
signos del numerador y denominador.
 En el numerador aparece + y – en cambio en el
denominador – y +.
 Si el observador se acerca a la fuente emisora el signo
en el numerador será + y como simultáneamente la
fuente se acerca al observador el signo en el
denominador será –.
 Si el observador se aleja de la fuente emisora el signo en
el denominador será – y como simultáneamente la
fuente emisora se aleja del observador el signo en el
denominador será – .

37. EJERCICIOS SOBRE EFECTO DOPPLER
1. La frecuencia del silbato de una
locomotora de tren es de 350 Hz. El tren
viaja con una velocidad de 20m/s . ¿Qué
frecuencia percibe un observador en
reposo cuando el tren se acerca del y
cuando se aleja del?
2. La moto (es la fuente sonora) emite un
sonido, supongamos de 200 Hz de
frecuencia, que viaja por el espacio hacia
todas direcciones a una velocidad de 343
metros por segundo. A su vez, la moto
lleva una velocidad propia, que
supondremos de 80 km por hora (unos 22
m/s). ¿Qué frecuencia percibe la mujer y
el hombre de la imagen?

38. APLICACIONES

45.  Justifica la clasificación que has elegido.