Ondas Mecanicas

Temario:

1.- Definición

2.- División

3.- Características

4.- Sonido

5.- Cualidades del sonido

6.- Fenómenos Acústicos

1.- Una onda mecánica es una perturbación de las propiedades mecánicas de un medio material (posición, velocidad y energía de sus átomos o moléculas) que se propaga en el medio.

2.- 

Ondas unidimensionales o lineales

Las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas. Si la onda se propaga en una dirección única, sus frentes de onda son planos y paralelos.

Ondas bidimensionales o superficiales

Son ondas que se propagan en dos direcciones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, por ello, se denominan también ondas superficiales. Un ejemplo son las ondas que se producen en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él.

Ondas tridimensionales o esféricas

Son ondas que se propagan en tres direcciones. Las ondas tridimensionales se conocen también como ondas esféricas, porque sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de la fuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones. El sonido es una onda tridimensional. Al respecto, es interesante señalar que cuando se produce una vibración de partículas en un eje paralelo a la dirección de propagación, tal como sucede con las denominadas ondas sonoras, se las llama ondas longitudinales, mientras que aquellas que vibran en un eje perpendicular son ondas transversales.

Periodo : tiempo en que ocurre una onda completa o ciclo
Frecuencia: numero de vueltas o ciclos en una unidad de tiempo

Periodo .......................... T=1/F

Frecuencia ..................... F=1/T
Velocidad ...................... V=λF    V=λ/T

3.-
- Son manifestaciones cíclicas de energía
- tienen un periodo de ocurrencia y una frecuencia
- como son movimiento de energía no provocan movimiento de materia (no en la dirección en que las ondas se desplazan)

Pero las ondas mecánicas tienen una característica muy especial

NECESITAN DE UN MEDIO PARA TRANSMITIRSE
Un claro ejemplo son las ondas que se transmiten al mover una cuerda (el medio: la cuerda)
el sonido (medio, el aire, por eso en el espacio nadie te puede escuchar)
los anillos que se ven al tirar una piedra en un lago (medio: el agua)
etc.

PROBLEMA :

Calcula la velocidad con la que se propaga una onda cuya frecuencia es de 120 c/s y su longitud de onda 10 m/c  

Datos:
F=120 c/s

λ=10 m/c

V=?

Formula:

V=λF

Sustitución:
V=10(120)

V=1200 m/s

4.- EL SONIDO :en física, es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas (sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.

5.-

La altura

Depende de la frecuencia, que es el número de vibraciones por segundo. Cuantas más vibraciones por segundo, el sonido es más agudo y cuantas menos vibraciones por segundo, el sonido es más grave. Cuanto más corta, fina y tensa esté una cuerda, más agudo será el sonido que produzca y viceversa.
Gráficamente la diferencia entre un sonido agudo y un sonido grave podría representarse:

Sonido agudo	Sonido grave

La duración

Está en relación con el tiempo que permanece la vibración y se representaría gráficamente:

Sonido largo	Sonido corto

El tiempo máximo de permanencia de la vibración está muchas veces limitado por las características de producción de sonido del instrumento musical.

La intensidad o volumen

Está en relación con la fuerza con que hubiésemos pulsado la cuerda. Su unidad de medida es el decibelio (dB). Cada incremento de 10 dB nuestro oído lo percibe como el doble de intensidad. A partir de 120 dB entraríamos en el umbral del dolor.
En la representación gráfica de un sonido fuerte observaríamos que posee una mayor amplitud que un sonido débil.

Sonido fuerte	Sonido suave

El timbre

Es la cualidad que nos permite distinguir entre los distintos sonidos de los instrumentos o de las voces, aunque interpreten exactamente la misma melodía. El timbre de los distintos instrumentos se compone de un sonido fundamental, que es el que predomina (siendo su frecuencia la que determina la altura del sonido), más toda una serie de sonidos que se conocen con el nombre de armónicos.

Sonido fundamental	Sonido complejo

6.- Algunos fenómenos acústicos son:

El Efecto Doppler

En las ondas mecánicas se refiere al cambio de frecuencia que sufren estas cuando la fuente emisora de ondas y el observador se encuentran en movimiento relativo al medio. La frecuencia aumenta cuando la fuente y el receptor se acercan Y disminuye cuando se alejan.

Absorción: 

Cuando una onda mecánica llega a una pared rígida se refleja totalmente ya que la pared no se mueve y no absorbe energía de la onda. 

Reflexión y Refracción. Transmisión.

Cuando una onda mecánica incide sobre una superficie limite de dos medios, de distintas propiedades mecánicas, ópticas, etc., parte de la onda se refleja, parte se disipa y parte se transmite. Cuando la onda incidente llega formando con la superficie limite un angulo cualquiera, la onda transmitida modifica su dirección original acercándose o alejándose de la normal.  

Difracción:

La difracción consiste en que una onda mecánica puede rodear  un obstáculo o propagarse de una pequeña abertura. Aunque este fenómeno es general, su magnitud depende de la relación que existe entre la longitud de onda y el tamaño del obstáculo o abertura.

Radiación:

Se denomina radiación al proceso por el que la energía sonora se transmite de una fuente vibrante a un medio.

Eco:

Es un fenómeno consistente en escuchar un sonido después de haberse extinguido la sensación producida por la onda sonora. Se produce eco cuando la onda sonora se refleja perpendicularmente en una pared.