CAPITULO N 2: EL SONIDO

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1 CAPITULO N 2: EL SONIDO TEMA DE LA CLASE: PROPAGACIÓN DEL SONIDO RAPIDEZ DEL SONIDO OBJETIVOS: Reconocer y analizar el fenómeno del sonido como un tipo de onda y determinar la rapidez de una onda sonora según la temperatura. Valorar la utilidad de llevar estos conocimientos a situaciones de la vida cotidiana como determinar la profundidad del mar a través del eco. VALOR: RESPETO

2 Propagación del Sonido El sonido es un fenómeno que se transmite en forma de ondas. Es una onda mecánica y longitudinal. Se origina por la vibración de un cuerpo. Se propaga en un medio elástico como el aire y activa nuestro sistema auditivo.

3 En su propagación las ondas sonoras hacen vibrar las partículas del aire generando zonas de compresión donde se concentra un número mayor de partículas. Y otras zonas de dilatación (rarefacción) donde por un instante este número es mucho menor. De esta forma esta onda longitudinal llega al oído y hace vibrar la membrana del tímpano, esta vibración se transforma en impulsos auditivos y produce la sensación sonora.

4 El sonido necesita un medio material elástico para propagarse. Sólidos (metales), Líquidos (agua), gases (aire). En ausencia de un medio material, no se puede propagar. (vacío)

5 RAPIDEZ DEL SONIDO V = 340 m/s

6 RAPIDEZ DEL SONIDO La rapidez del sonido cambia según el medio de propagación. Es mayor en los sólidos, luego en los líquidos y más lento en los gases. Mientras más denso es el medio más rápido viaja el sonido por él. La velocidad del sonido en el aire depende de la temperatura del ambiente. A mayor temperatura mayor será la rapidez de propagación. Relación: V = 0,7. t + 331,7 A 0 C la rapidez es 331,7 m/s y por cada grado Celsius aumenta 0,7 m/s

7 Calcula: 1. La rapidez del sonido en el aire cuando la t es: a) 28 C b) 15 C c) -3 C d) -5 C 2. a qué temperatura se encuentra el aire cuando la rapidez del sonido es..? a) 350m/s b) 340m/s c) 330m/s d) 325m/s

8 Aplicaciones de la rapidez del sonido 1. Truenos y relámpagos. Por qué en días de tormenta vemos primero el relámpago y después escuchamos el trueno? V luz = m/s V sonido = 340 m/s V = d t

9 Ejemplo: En un día de tormenta una persona ve un relámpago y 15 segundos más tarde escucha el trueno. a que distancia está ocurriendo la tormenta? d = 5.100m, 5,1 km

10 Ejemplo 2. Las noticias informa que la temperatura del día es 5 C y que al norte de la ciudad se está produciendo una tormenta. Si una persona detecta que pasan 12 segundos entre ver el rayo y escuchar el trueno. a qué distancia de la persona se produce esta tormenta? d= 4022,4 m

11 2. Sonar El sistema sonar es un aparato de eco-detección, que mide el tiempo transcurrido entre la emisión de un pulso sonoro y el retorno de su eco. Debido a que conocemos la velocidad del sonido en el agua esto permite determinar la distancia recorrida por la onda, es decir, la profundidad del lugar.

12 Ejemplo 1: La señal de un sonar es recibida apenas 3 segundos después de ser enviada desde un barco hacia el fondo oceánico y se sabe que el sonido viaja aproximadamente metros por cada segundo en el agua. Cuál es la profundidad del mar en el punto donde se encuentra el barco? d= 2,25km

13 Ejemplo 2: El sonido viaja en el aire cuando la temperatura es de 12 C, a qué distancia se encuentra un excursionista que oye el eco de su voz después de 0,6 segundos de haber gritado? d=102, 03 m

14 CAPÍTULO II: EL SONIDO TEMA DE LA CLASE: CUALIDADES DEL SONIDO OBJETIVO DE LA CLASE: RECONOCER LAS DIFERENTES CUALIDADES DEL SONIDO Y SU RELACIÓN CON LAS CON LAS PROPIEDADES DE LAS ONDAS. VALORAR LA IMPORTANCIA QUE REQUIERE EL CUIDADO DE NUESTRO SISTEMA AUDITIVO Y EL CUIDADO DEL SONIDO EN EL MEDIO AMBIENTE. VALOR: RESPETO

15 CUALIDADES DEL SONIDO De la gran variedad de sonidos que escuchamos podemos diferenciar unos de otros, gracias a las propiedades de las ondas sonoras llamadas cualidades sonoras. ESTAS CUALIDADES SON: TONO - TIMBRE - INTENSIDAD

16 EL TONO: QUÉ ES EL TONO? EN UN INSTRUMENTO MUSICAL CÓMO PODEMOS GENERAR DIFERENTES TONOS? CÓMO SE DIFERENCIA EL TONO DE UN SONIDO? EL TONO Los tonos agudos son de alta frecuencia Permite clasificar los sonidos en agudos y graves (esquema) Corresponde a la frecuencia de un sonido Los tonos graves son de baja frecuencia

17 Espectro sonoro de algunas especies animales

18 Espectro Sonoro Infrasonidos Baja frecuencia Sonidos graves Rango audible por humanos Ultrasonidos Alta frecuencia Sonidos agudos TEST DE AUDICIÓN: CUÁNTO ESCUCHAS?

19 El Timbre: Qué escuchas? Guitarra Piano Flauta de pan La cualidad sonora que nos permite diferenciar sonidos emitidos por fuentes distintas es el Timbre POR QUÉ LOS SONIDOS DE DIFERENTES INSTRUMENTOS MUSICALES SUENAN DIFERENTE?

20 El Timbre: Depende de la forma de la onda sonora y nos permite diferenciar los sonidos de fuentes distintas. El timbre nos permite reconocer también las voces de las personas, aunque tengan el mismo tono.

21 INTENSIDAD SONORA QUÉ ES LA INTENSIDAD DE UN SONIDO? CÓMO SE DIBUJARÍA UNA ONDA SONORA DE ALTA INTENSIDAD? CÓMO SE MIDE LA INTENSIDAD DE UN SONIDO?

22 LA INTENSIDAD SONORA

23 Intensidad Sonora Se relaciona con la amplitud de la onda sonora. El nivel de intensidad sonora se mide en decibeles (db). El cero decibel es llamado umbral del sonido (cuando comenzamos a escuchar). El oído humano puede soportar intensidades de hasta 120 db, lo que se conoce como umbral del dolor por que los tímpanos casi no lo pueden soportar.

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25 Preguntas de Ejercitación 1. Actividad de trabajo en cuadernillo, páginas 26, 27 y Averigua los daños auditivos provocados por la exposición a sonidos de alta intensidad y los métodos de prevención en grandes industrias o aeropuertos.

26 En Resumen: Qué aprendimos? Existen tres cualidades que nos permiten diferenciar sonidos: El tono, el timbre y la intensidad. Qué es el tono? se relaciona con la frecuencia y clasifica los sonidos en agudos y graves. Qué es el timbre? nos permite diferenciar sonidos emitidos por fuentes distintas. Qué es la intensidad sonora? se relaciona con la amplitud de la onda y clasifica los sonidos como fuertes (mayor amplitud) y débiles (menor amplitud).

27 TEMA DE LA CLASE: EFECTO DOPPLER OBJETIVOS DE LA CLASE: Reconocer y describir el fenómeno físico del Efecto Doppler. Aplicar a ejemplos comunes el Efecto Doppler. VALOR: RESPETO

28 Efecto Doppler

29 EFECTO DOPPLER Es un cambio en la frecuencia de un sonido producido cuando una fuente sonora está movimiento.

30 Fuente sonora en reposo La frecuencia en el punto A, es la misma que en el punto B. F A = F B λ A = λ B

31 Fuente sonora en movimiento La frecuencia en el punto A es menor que en el punto B. F A < F B λ A > λ B Por lo tanto el sonido en el punto B se escucha más agudo. Y en el punto A se escucha más grave.

32 Ecuaciones para el Efecto Doppler F= frecuencia percibida. Ff = frecuencia de la fuente sonora. Vs= velocidad del sonido en el aire (340m/s). Vo= velocidad del observador. Vf = velocidad de la fuente sonora. Si fuente y receptor se acercan (+/-) Si fuente y receptor se alejan (-/+)

33 Ejemplo 1: Una ambulancia emite un sonido de 500Hz. Si se mueve a 30 m/s. qué frecuencia escucha una persona parada en una esquina cuando la ambulancia se acerca a ella?. Datos: Ff = 500Hz Vf= 30m/s Vo= 0 m/s Vs = 340 m/s Se acerca.

34 Ejemplo 2: Una ambulancia emite un sonido de 500Hz. Si se mueve a 30 m/s. qué frecuencia escucha una persona parada en una esquina cuando la ambulancia se aleja de ella?. Datos: Ff = 500Hz Vf= 30m/s Vo= 0 m/s Vs = 340 m/s Se aleja.

35 Ejemplo 3: Una ambulancia emite un sonido de 500Hz y está detenida en una esquina. qué frecuencia escucha una persona que se acerca a ella a 25 m/s? Datos: Ff = 500Hz Vf= 0m/s Vo= 25 m/s Vs = 340 m/s Se acerca.

36 Ejemplo 4: Una ambulancia emite un sonido de 500Hz y está detenida en una esquina. qué frecuencia escucha una persona que se aleja de ella a 25 m/s? Datos: Ff = 500Hz Vf= 0m/s Vo= 25 m/s Vs = 340 m/s Se aleja.

37 Ejemplo 5: Una ambulancia emite un sonido de 500Hz y se mueve a 30 m/s. Si una persona se acerca a ella a 25m/s. con qué frecuencia escucha el sonido? Datos: Ff = 500Hz Vf= 30m/s Vo= 25 m/s Vs = 340 m/s Se acercan.

38 Ejemplo 6: Una ambulancia emite un sonido de 500Hz y se mueve a 30 m/s. Si una persona se aleja de ella a 25m/s. con qué frecuencia escucha el sonido? Datos: Ff = 500Hz Vf= 30m/s Vo= 25 m/s Vs = 340 m/s Se alejan.

39 Ejemplo 7: Un observador en reposo percibe un sonido de 800 Hz, que proviene de una fuente sonora que emite un sonido de 700 Hz. con qué rapidez se mueve la fuente sonora?

40 Ejemplo 8: Un conductor de un automóvil se acerca en sentido contrario a una ambulancia que emite un fuerte sonido mientras se mueve con una rapidez de 28m/s. Si el conductor se mueve a 20 m/s y percibe un sonido de 500 Hz. Cuál es la frecuencia del sonido emitido por la ambulancia?

41 Velocidades Supersónicas Cuando la velocidad de una fuente sonora iguala o supera la velocidad del sonido. Hablamos de velocidades supersónicas. Video Ejemplo

42 A una velocidad igual a la velocidad del sonido se le conoce como 1 mach

43 TEMA DE LA CLASE: RESONANCIA Y ONDAS ESTACIONARIAS OBJETIVOS DE LA CLASE: Reconocer el fenómeno de resonancia. Comprender las características de las ondas estacionarias y valorar la importancia de estos fenómenos y como afectan la vida cotidiana. VALOR: RESPETO

44 RESONANCIA Cuando un cuerpo vibra puede hacerlo con una infinidad de frecuencias. Sin embargo, existe una frecuencia característica en la cual alcanza la máxima amplitud de la vibración. Esta se conoce como su frecuencia natural o fundamental. Un cuerpo entra en vibración al vibrar otro cuerpo que tiene su misma frecuencia natural de vibración Fenómeno llamado RESONANCIA y produce UN AUMENTO EN LA AMPLITUD DE LAS VIBRACIONES VIDEO Video 2

45 podrá caerse un puente debido a una débil brisa? PUENTE TACOMA

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47 ONDAS ESTACIONARIAS Son ondas que están atrapadas o estacionadas en el medio donde se propagan. Estas ondas se producen por la interferencia entre la onda incidente y la onda reflejada que tiene igual amplitud y longitud de onda.

48 Modos de vibración Agitando una cuerda con distintas frecuencias se producen diversas ondas estacionarias. La más fácil de producir es la llamada frecuencia fundamental o primer armónico (n=1). Los puntos de la cuerda que están inmóviles son llamados nodos (N). Los puntos de máxima amplitud son llamados antinodos (AN).

49 Modos de vibración Si se duplica la frecuencia fundamental tendremos el segundo armónico. Y así sucesivamente

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