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Practica acustica
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Practica acustica

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  • 1. LABORATORIO DEOSCILACIONES Y OPTICA FISICA 2 2º CICLO PRACTICA #2 =PRACTICA ACUSTICA= “ONDAS SONORAS”
  • 2. 2° CICLO PRACTICA II PLANEACIÓN DE LA PRÁCTICA =ONDAS SONORAS=1) ESPECIFICACIÓN DE OBNJETIVOS: Determinar experimentalmente la relación ƒ (Frecuencia) contra (Longitud de Onda) con ayuda del emisor de frecuencias.2) PLANTEAMIENTO DE HIPOTESIS: v  ........   v d  x ....... d  2 v  2 2   2d .........  2d v   La longitud de Onda será inversamente proporcional, a la frecuencia, por lo tanto cuando la frecuencia sea mayor la longitud de onda será menor y viceversa.3) IDENTIFICAR LAS VARIABLES SIGNIFICATIVAS:  Presión atmosférica.  Altitud.  Temperatura.  Gravedad.4) SELECCIONAR LAS VARIABLES EXPERIMENTALES ENTRE ELLAS, CUAL ES LA VARIABLE INDEPENDIENTE Y CUAL LA DEPENDIENTE.  Variable Independiente: ƒ (Frecuencia)  Variable Dependiente: (Longitud de Onda)5) INDICAR EL CONTROL DE VARIABLES SIGNIFICATIVAS Y EXPERIMENTALES (INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN Y FORMULAS):  Emisor de Frecuencias.  Osciloscopio. v  ........   v d  x ....... d  2 v  2 2   2d .........  2d v  
  • 3. La variable que controlamos es la Frecuencia y La Longitud de Onda.6) SELECCIÓN DEL MATERIAL ADECUADO:  Emisor de Frecuencias.  Osciloscopio.7) SELECCIÓN DE MEDIDAS DE SEGURIDAD:  PERSONALES: o Mantener el orden adecuado en el área de trabajo. o Utilizar el equipo de protección adecuado. o Utilizar ropa cómoda. DEL EQUIPO (MATERIAL E INSTRUMETOS DE MEDICIÓN): o Calibrar el material. o Verificar el buen estado del material. o Limpiar el área de trabajo. o Ser cuidadosos en el equipo.  DEL CONTROL DE EXPERIMENTOS (VARIABLES EXPERIMENTALES): o Ser cuidadosos al realizar los cálculos.8) DIBUJO DEL EXPERIMENTO:
  • 4. ONDAS SONORASVelocidad del sonido en el aire a 0° C = 331m/sv   ..... s 20  343 / s....v20  12348km / hr v m .  p  v v     Gas var illa   modulo...de..young   cte..Adiabática   Densidad de..la.. varilla .. p  P r esión..del..gas R  cte..universal de..los..gases .. M  m asa m olecular del..gas .. ..  v   tem...abs..del..Gas  Fluido   Dendidad del..Gas ..   modulo...volum etric o   Densidad..del.. fluido V=331 m/s 0 ° C   4 / 3 v ......solido..Extendido    Módulo Volum etric .. o   modulo...de..corte   Densidad del..solido ..Velocidad del sonido en el aire a 0° C = 1191.6 km/Hr.
  • 5. LA VELOCIDAD DEL SONIDO Medio Velocidad (m/s) GasesAire (0 centígrados) 331Aire (20 centígrados) 343Helio 965Hidrogeno 1284 LíquidosAgua (0 centígrados) 1402Agua (20 centígrados) 1482Agua de mar 1522 SólidosAluminio 6420Acero 5941Granito 6000 ALGUNAS INTENSIDADES Y NIVELES DEL SONIDO Sonido Intensidad Intensidad NIVEL DEL (w/m^2) relativa SONIDO(dB) (i/iO)Umbral de 1x10^-12 10^0 0audiciónEl murmullo de 1x10^-11 10^1 10las hojasUn murmullo a 1x10^-10 10^2 20un metroCalle de la ciudad 1x10^-9 10^3 30Oficina, Aula 1x10^-8 10^4 50Conversación 1x10^-7 10^5 60normalGrupo de rock 1x10^-6 10^6 110Umbral del dolor 1 10^7 120Motor de 10 10^8 130propulsiónEl cohete Saturno 1x10^3 10^9 200
  • 6. d d d v x v ........   v d ....... d  2  2 2  2d .........  2d v   A) TUBO ABIERTO A V/2L L N L A Fundamental
  • 7. V/L V/2L V/L   L L L nLn nnV/2L 1er 2do Sobretono 3er Sobretono Sobretono ENTRADAS DE AIRE B) TUBO CERRADO V/4L V/4L V/4L V/4L L L L L nL/n nnV/4LFundamental 1er 2do 3er Sobretono Sobretono Sobretono ENTRADAS DE AIRE
  • 8. ONDAS SONORAS INTRODUCCIÓNUna onda sonora es una onda longitudinal perceptible como sonido. Si sepropaga en un medio elástico y continuo genera una variación local de presióno densidad, que se transmite en forma de onda esférica periódica ocuasiperiódica.Se propagan debido a la variación de presión, humedad o temperatura delmedio, producen el desplazamiento de las moléculas que lo forman. Cadamolécula transmite la vibración a la de su vecina, provocando un movimientoen cadena. Esos movimientos coordinados de millones de moléculas producenlas denominadas ondas sonoras, que producen en el oído humano unasensación descrita como sonido. CONCEPCIÓN DEL SONIDOEl sonido (las ondas sonoras) son ondas mecánicas elásticas longitudinales uondas de compresión. Eso significa que: a) Para propagarse precisan de un medio (aire, agua, cuerpo sólido) que transmita la perturbación (viaja más rápido en los sólidos, luego en los líquidos, aún más lento en el aire, y en el vacío no se propaga). Es el propio medio el que produce y propicia la propagación de estas ondas con su compresión y expansión. Para que pueda comprimirse y expandirse es imprescindible que éste sea un medio elástico b) Los fluidos sólo pueden transmitir movimientos ondulatorios en que la vibración de las partículas se da en dirección paralela a la velocidad de propagación o lo largo de la dirección de propagación. Así los gradientes de presión que acompañan a la propagación de una onda sonora se producen en la misma dirección de propagación de la ondaHay tres categorías de ondas mecánicas que abarcan diferentes intervalos defrecuencia: a) Los audiblesOndas sonoras que están dentro del intervalo de sensibilidad del oído humano,de 20 Hz a 20000Hz. Se generan de diversas maneras, con instrumentosmusicales, cuerdas vocales humanas y altavoces.
  • 9. b) Ondas infrasónicasSon las que tiene frecuencias debajo del intervalo audible. Por ejemplo las ondasproducidas por un terremoto. c) Ondas ultrasónicasSon aquellas cuya frecuencia está por arriba del intervalo audible por ejemplopueden generarse al introducir vibraciones en un cristal de cuarzo con uncampo eléctrico alterno aplicado. Todas pueden ser longitudinales otransversales en sólidos, aunque solo pueden ser longitudinales en fluidos.La velocidad a la que se propaga el sonido no depende de su intensidad ocualidades, sino únicamente de las propiedades del medio.El sonido se propaga con mayor velocidad en los medios más rígidos, por loque la velocidad de propagación es mayor en los sólidos que en líquidos ygases.Las ondas sonoras se desplazan en todas las direcciones constituyendo "frentesde onda" que corresponderían con las superficies "equipotenciales" de lasondas. Dependiendo como sean estos podremos clasificar a las ondas sonorascomo:  Ondas Planas: Las superficies que contienen los puntos que tienen los mismos valores de amplitud son planos perpendiculares a la dirección de propagación. Se producen cuando la propagación de la onda solo se realiza en una dirección.  Ondas Esféricas: Las superficies equipotenciales son esferas concéntricas que se desplazan incrementado su radio y se producen cuando el sonido se propaga en todas las direcciones con igual intensidad. Por ser cada vez mayor la superficie que contiene la excitación, se atenúan con el cuadrado de la distancia, convirtiéndose cuando el radio es suficientemente grande a efectos prácticos, en ondas planas.  Ondas cilíndricas: Cuando la fuente de sonido esta constituida por una recta, los frentes de onda se desplazan alejándose de ella formando superficies de cilindro cuyo radio se va incrementando, por lo que la superficie que contiene la excitación va en aumento y sufren una atenuación que es inversamente proporcional a la distancia, lo mismo que en las ondas esféricas que, cuando se encuentran muy lejos de la fuente, se comportan como ondas planas.  Ondas progresivas: Cuando los frentes de onda viajan libremente transfiriendo energía.
  • 10.  Ondas estacionarias: Cuando una onda se encuentra limitada en un recinto, de forma que no existe transferencia neta de energía en ninguna dirección. Cualidades del sonidoIntensidad: Sensación asociada a la forma en la que recibe el sonido el serhumano. Los sonidos pueden clasificarse en fuertes o débiles, según suintensidad sea elevada o baja. El oído humano puede detectar sonidos cuandola I es de al menos 10-12 W/m². Sonidos con intensidad igual o superior a1W/m² son audibles, pero provocan dolor en los oídos.- Tono o altura: de un sonido indica si este es alto (agudo, muchas vibracionespor segundo) como el de un violín o bajo (grave, pocas vibraciones porsegundo) como el de un tambor. Cuanto más baja sea la frecuencia más bajoserá el tono y viceversa.- Timbre: Permite distinguir entre dos sonidos en los que la intensidad y lafrecuencia son iguales, pero que han sido emitidos por focos distintos.Normalmente, los sonidos no son puros, es decir, las ondas no sonperfectamente sinusoidales sino que el resultado de varios movimientosperiódicos superpuestos a la onda fundamental, que se denominan armónicoso sobretonos.