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Sonido

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un completo trabajo acerca del sonido.

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Sonido

  1. 1. SONIDO
  2. 2. Introducción de sonido Cuando se produce una perturbación periódica en el aire, se originan ondas sonoras longitudinales. Por ejemplo, si se golpea un diapasón con un martillo, las ramas vibratoria emiten ondas longitudinales y el oído las interpreta como sonido. El término sonido se usa de dos formas distintas. Los fisiólogos definen el sonido en término de las sensaciones auditivas producidas por perturbaciones longitudinales en el aire. Para ellos, el sonido no existe en un planeta distante. En física, por otra parte, nos referimos a las perturbaciones por sí mismas y no a las sensaciones que producen.
  3. 3. ONDAS SONORAS El sonido es el resultado de una perturbación que se propaga en un medio elástico.El exceso de presión característico de la perturbación descripta se denomina presión sonora. Este tipo de movimiento en el cual no es el medio en si mismo sino alguna perturbación lo que se desplaza se denomina onda.
  4. 4. ONDA ACÚSTICA  ES EL FENÓMENO FISICO, CAUSADO POR LA  VIBRACION DE PARTÍCULAS DE AIRE LIBERADAS EN EL ESPACIO, DESDE UNA FUENTE SONORA, PRODUCIENDO OSCILACIONES, LAS CUALES NOS PERMITEN EL BELLO SENTIDO DE ESCUCHAR. ONDA ACÚSTICA...UN LUGAR PARA ESCUCHAR... CUANDO LA ONDA TIENE LUGAR EN UN  MEDIO LÍQUIDO O GASEOSO SE DENOMINA ONDA ACÚSTICA
  5. 5. Onda sonora  Una onda sonora es aquella que transmite un sonido. Si se propaga en un medio elástico y continuo genera una variación local de presión o densidad, que se transmite en forma de onda esférica periódica o cuasiperiódica. Cuando resulta audible, se llama onda sonora.
  6. 6. FRECUENCIA La frecuencia de una onda sonora se define  como el numero de pulsaciones (ciclos) que tiene por unidad de tiempo (segundo).La unidad correspondiente a un ciclo por segundo es el herzio (Hz).  Las frecuencias mas bajas se corresponden con lo que habitualmente llamamos sonidos quot;gravesquot; , son sonidos de vibraciones lentas. Las frecuencias mas altas se corresponden con lo que llamamos quot;agudosquot; y son vibraciones muy rapidas.
  7. 7. ESPECTRO DE FRECUENCIAS El espectro es la representación de las frecuencias que componen una señal de audio. El espectro se obtiene calculando la energía que aporta cada frecuencia al sonido total. Normalmente la representación no se hace en términos de energía directamente, sino que se calcula el nivel (10Log) respecto a la energía de referencia. Con esto se obtiene el quot;Nivel espectralquot; expresado en dB.
  8. 8. LA VELOCIDAD DEL SONIDO La velocidad del sonido se puede medir directamente determinando el tiempo que tardan las ondas en moverse a través de una distancia conocida. En el aire, a 0ºC, el sonido viaja a una velocidad de 331 m/s (1087 ft/s). La velocidad de una onda depende de la elasticidad del medio y de la inercia de sus partículas. Los materiales más elásticos permiten mayores velocidades de onda, mientras que los materiales más densos retardan el movimiento ondulatoria.
  9. 9. Para las ondas sonoras longitudinales en un alambre o varilla, la velocidad de onda está dada por: Y = Modulo de Young P = Densidad En un solido extendido: S = Modulo de corte B = Modulo de volumen p = Densidad En un fluido:
  10. 10. Para calcular la velocidad del sonido en un gas, el módulo de volumen está dado por Por lo tanto: Ejemplo: Calcule la velocidad del sonido en una varilla de aluminio El modulo de Young y la densidad del aluminio son: Y= 68,900 Mpa = 6.89 x 1010 N/m2 p = 2.7 g/cm3 = 2.7 x 103 kg/m3 6.89x1010 N/m2 V= Y= 2.7 x 103 kg/m3 p
  11. 11. ONDAS SONORAS AUDIBLES Cuando se estudian los sonidos audibles, los fisiologos usan los terminos fuerza(volumen), tono y calidad(timbre), pero estas son magnitudes sensonriales, por lo tanto subjetivas. Los fisicos deben trabajar con definiciones explicitas medibles. Por lo tanto estos terminos se relacionan con las propiedades fisicas de la onda. Efectos sensoriales Propiedad fisica Fuerza (volumen) Intensidad Tono Frecuencia Calidad Forma de la onda
  12. 12. Las ondas sonoras constituyen un flujo de energía a través de la materia. La intensidad sonora es la potencia transferida por una onda sonora a través de la unidad de área normal a la dirección de la propagación. I=P=W A m2 Cuando la intensidad I1 de un sonido es 10 veces mayor que la intensidad I2 de otro, se dice que la relación de intensidades es de 1 Bel (B) B = log I1 bels (B) I2
  13. 13. Ejemplo: 
  14. 14. TONO Y TIMBRE El efecto de la intensidad en el oído humano se manifiesta en si mismo como volumen. La frecuencia de un sonido determina lo que el oído juzga como el tono del sonido. La calidad de un sonido se determina por el numero y las intensidades relativas de los sobretonos presentes. La diferencia en calidad o timbre entre dos sonidos puede observarse en forma objetiva analizando las complejas formas de onda que resultan de cada sonido. Cuanto mas compleja es la onda mayor es el numero de armónicos que contribuyen a dicha complejidad.
  15. 15. EFECTO DOPPLER El efecto Doppler se refiere al cambio aparente en la frecuencia de una fuente de sonido cuando hay un movimiento relativo de la fuente y del oyente La unidad de frecuencia del Sistema Internacional es el hercio o hertz (Hz) 1 Hz representa un ciclo (u onda) por segundo. POR EJEMPLO: Si uno esta cerca de la vía del ferrocarril y escucha el silbato del tren al aproximarse, se advierte que el tono del silbido es mas alto que el normal que se escucha cuando el tren esta detenido. A medida que el tren se aleja, se observa que el tono que se escucha es mas bajo que el normal.
  16. 16. El origen del efecto Doppler se puede demostrar gráficamente por medio de la representación de las ondas periódicas emitidas por una fuente como círculos concéntricos que se mueven en forma radial hacia fuera Representación grafica de ondas sonoras emitidas desde una fuente fija
  17. 17. Si la fuente se mueve a la derecha hacia un observador inmovil, a medida que la fuente en movimiento emite ondas sonoras, cada onda sucesiva se emite desde un punto mas cercano al oyente. Una longitud de onda mas pequeña produce una frecuencia de ondas mayor, lo que aumenta el tono del sonido escuchado por el oyente A Ilustración del efecto Doppler . Las ondas frente a una fuente en movimiento están mas cercanas entre si que las ondas que se
  18. 18. Podemos deducir una relación para predecir el cambio en la  frecuencia observada, cada onda se moverá a lo largo de una distancia de una longitud de onda (ver figura) Si la fuente se mueve a la derecha con una velocidad V°S la nueva longitud de onda al frente será (ver figura)
  19. 19. La frecuencia f0 escuchada por un oyente inmóvil y proveniente de una fuente en movimiento de frecuencia fs’ está dada por: (Fuente en movimiento) Donde V es la velocidad del sonido y Vs es la velocidad de la fuente. La velocidad de la fuente se considera + para velocidades de acercamiento y – para velocidades de alejamiento.
  20. 20. El silbato de un tren emite un sonido de 400 Hz de frecuencia. (a) ¿Cuál es el tono del sonido escuchado cuando el tren se mueve con una velocidad de 20 m/s hacia un oyente inmóvil? (b)¿Cuál es el tono escuchado cuando el tren se mueve alejandose del oyente de la velocidad? Vel. Del sonido 340 m/s (a)Puesto que el tren se aproxima al oyente, su vel. Vs es + sustituyendo valores 1.36 x105 VFS (340m/s) (400Hz) Fo = 425 Hz =---------- = -------------------------------- = --------------------- 340m/s – 20 m/s V-VS 360 (b) Ahora Vs representa una vel. De alejamiento, así que se debe sustituir – 20 m/s en la ecuación 1.36 x 10 5 (340 m/s) (400 Hz) Fo = ----------------------------------- 378 Hz =- -------------------- = 340 m/s - (-20m/s) 360
  21. 21. Acústica La acústica es una rama de la fisica interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondas mecánicas que se propagan a través de la materia (tanto sólida como líquida o gaseosa) (no se propagan en el vacío). A efectos prácticos, la acústica estudia la producción, transmisión, almacenamiento, percepción o reproducción del sonido. El ultrasonido es una onda acústica cuya frecuencia está por encima del límite perceptible por el oído humano (aproximadamente 20.000 Hz). Algunos animales como los delfines y los murciélagos lo utilizan de forma parecida al radar en su orientación. A este fenómeno se lo conoce como ecolocalización. El infrasonido es utilizado por animales grandes como el elefante para comunicarse en amplias distancias (unos pocos kilómetros) a la redonda sin problema alguno
  22. 22. Las ramas de la acústica son, entre otras:  Aeroacústica: generación de sonido debido al movimiento turbulento del aire.  Acústica (física): análisis de los fenómenos sonoros mediante modelos físicos y matemáticos.  Acústica arquitectónica: estudio del control del sonido, tanto del aislamiento entre recintos habitables, como del acondicionamiento acústico de locales (salas de conciertos, teatros, etc.), amortiguándolo mediante materiales blandos, o reflejándolo con materiales duros.  Psicoacústica: estudia la percepción del sonido en humanos, la capacidad para localizar espacialmente la fuente, la calidad observada de los métodos de compresión de audio, etcétera.  Bioacústica: estudio de la audición animal (murciélagos, perros, delfines, etc.)  Acústica subacuática: relacionada sobre todo con la detección de objetos mediante el sonido sonar.  Acústica musical: estudio de la producción de sonido en los instrumentos musicales, y de los sistemas de afinación de la escala.  Electroacústica: estudia el tratamiento electrónico del sonido, incluyendo la captación (micrófonos y estudios de grabación), procesamiento (efectos, filtrado comprensión, etc.) amplificación, grabación, producción (altavoces) etc.  Acústica fisiológica: estudio del funcionamiento del aparato auditivo, desde la oreja a la corteza cerebral.  Acústica fonética: análisis de las características acústicas del habla y sus aplicaciones.  Macroacústica: estudio de los sonidos extremadamente intensos, como el de las explosiones, turborreactores, entre otros..

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