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CÁTEDRA DE FÍSICA – FFyB - UBA

ONDAS SONORAS

TODO LO QUE VIMOS VALE PARA CUALQUIER TIPO DE ONDA

PERO LAS ONDAS PUEDEN SER

MECÁNICAS

ELECTROMAGNÉTICAS

DE MATERIA

Ó

TRANSVERSALES

LONGITUDINALES λ

λ

Movimiento de las partículas

Movimiento de las partículas

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EL SONIDO ES UNA ONDA MECÁNICA LONGITUDINAL

Requiere un medio material para su propagación

Consiste en zonas de aire comprimidas y enrarecidas (∆δ; ∆p)

Las partículas se mueven en el mismo sentido de la propagación

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VELOCIDAD DEL SONIDO

Si se trata de compresiones…. (∆p)

VVpB/∆

∆−=

δBc =

ELÁSTICO

INERCIAL

2,76420aluminio

7,85790acero

2,75100vidrio común

0,6-1,33800–4600madera

≅ 1,99≅ 3650ladrillos

19,33240oro

11497agua

0,001204343aire (20°C)

0,001292331aire (0°C)

Densidad (g/cm3)Velocidad (m/s)Medio

VELOCIDAD DEL SONIDO

δBc =

ECUACIÓN DE ONDA PARA EL SONIDO(desplazamiento)

( )tkxstxs máx ω−⋅= cos),(donde s es el desplazamiento longitudinal de un “elemento”

2 smax

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ECUACIÓN DE ONDA PARA EL SONIDO(presión)

( )tkxsenscktxpp

ωδ −⋅⋅⋅⋅=∆∆

4434421max

max2),(

VVpB/∆

∆−=

VVBp ∆

−=∆xAsABp

∆⋅∆⋅

−=∆

( ))(max0 tkxsenskBdxdsBp x ω−⋅⋅−⋅−=−=∆ →∆

POTENCIA DE UNA ONDA

v⋅==⋅

== FdtdxF

dtdxF

dtWP

444 8444 76 p

tkxsenpAFpAF∆

−∆⋅=→∆⋅= )( si max ω

Ojo! No es c!!!

)]([ vsi max tkxsens ωω −−⋅−=

)()( 22

max2maxmax tkxsen

cpAtkxsenspAP ω

δωω −

⋅∆⋅

=−⋅⋅⋅∆⋅=

csAc

pAP ⋅⋅⋅⋅=⋅

∆⋅⋅= δω

δ2

max2

2max

21

21

Fza que ejerce un elemento al que está delante de él

INTENSIDAD DE UNA ONDA

API =

cpI

⋅∆

=δ2

2max

2120

0

/10con log10 mWIIISL −==

NIVEL DE SONIDO (SL) EN DECIBELES (dB)

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REFLEXIÓN DE ONDAS SONORAS

Sonido con reverberación

Sonido sin reverberación

Sonido con eco

Sonido sin eco

REFLEXIÓN DE ONDAS SONORAS

EXTREMO ABIERTOLa fase se revierte(pensando en ∆p)

EXTREMO CERRADOLa fase NO se revierte

(pensando en ∆p)

ONDA VIAJERA HACIA LA DERECHA

ONDA VIAJERA HACIA LA

IZQUIERDA

ONDA ESTACIONARIA

LAS CARACTERÍSTICAS DE LA ONDA FORMADA DEPENDEN DE LA FRECUENCIA Y DE LA LONGITUD DELTUBO

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,...3,2,1con 2

=== nLcn

λcνn Lm

F Fc/

==µ

LLm

Fν

2/=

REFRACCIÓN del SONIDO

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REFRACCIÓN del SONIDO

DIFRACCIÓN del SONIDO

Porqué podemos escuchar pero no ver al camión del otro lado de la pared?

LAS ONDAS SE DOBLAN AL PASAR POR ABERTURAS O BORDES!!!

DIFRACCIÓN del SONIDO

EL GRADO DE DIFRACCIÓN DEPENDE DE LA RELACIÓN ENTRELA LONGITUD DE ONDA Y EL TAMAÑO DE LA ABERTURA

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EL GRADO DE DIFRACCIÓN DEPENDE DE LA RELACIÓN ENTRELA LONGITUD DE ONDA Y EL TAMAÑO DE LA ABERTURA

CARACTERÍSTICAS AUDIBLES DEL SONIDO

SONORIDAD (LOUDNESS)(relativa a la amplitud)

ALTURA(relativo a la frecuencia)

TIMBRE(relativo a la forma de la onda)

Violín

EFECTO DOPPLER

CUANDO LA FUENTE SE ACERCA, LA υ AUMENTACUANDO LA FUENTE SE ALEJA, LA υ DISMINUYE

""WheeeeeeeeeeeeWheeeeeeeeeeee…….…….OoooooooooooooOooooooooooooo””

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sfs

s νν ⋅

−=

vvv´s

fs

s νν ⋅

+=

vvv´

sfs

s νν ⋅

±=

vvv´

SE MUEVE LA FUENTE

SE MUEVE EL OBSERVADOR

1● 2

●

v0 v0

ss

s νν ⋅

+=

vvv' 0 s

s

s νν ⋅

−=

vvv' 0

ss

s νν ⋅

±=

vvv' 0

PARA EL CASO GENERAL…

sfs

s νν ⋅

±=

vvvv' 0

m

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ECO DOPPLER

BIBLIOGRAFÍA

consultas bienvenidas a monczorf@ffyb.uba.ar (Federico)

FISICA. Resnick - Halliday - Krane. Vol 1. 4ta Ed. 1998, CECSA, Mexico, DF.

FISICA. Wilson - Buffa. 5ta Ed. 2003, Pearson Educación SA, Mexico, DF.

RECURSOS ON LINE

http://bcs.wiley.com/he-bcs/Books?action=index&itemId=0471216437&bcsId=2037

http://www.kettering.edu/~drussell/Demos.html

http://www.physicsclassroom.com

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/class/p22117.html#c3