Ondas Sonoras en un gas.

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1 Onda Sonoa en n ga. Fíica Ambienal. Tema 2. Tema 2. FA (Po. RAMOS) Tema 2.- " Onda Sonoa en n ga". Onda maeiale: longidinale y aneale. Velocidad del onido: en n ga ideal. Onda onoa amónica: ono po. Onda en e dimenione. Inenidad: onda amónica y ido aleaoio. Senación onoa y niel de inenidad: decibelio. Eeco del ido obe el hombe: pecepción hmana. Medida del ido: ilo. Conaminación acúica: doi. Relexión, eacción y diacción de onda onoa. Eeco Dopple. Tema 2. FA (Po. RAMOS) 2

2 Onda maeiale. Son onda longidinale, la pebación (peión o denidad del aie), iene la mima diección qe la popagación de la onda. PERTURBACIÓN: P P( x ± ) ρ ρ( x ± ) Según ecencia la onda acúica e claiican: Onda acúica Rango de ecencia(hz) AUDIBLES 2 a 2. INFRASÓNICAS <2 SUPERSÓNICA >2. Tema 2. FA (Po. RAMOS) 3 Onda Longidinale y Taneale. Onda longidinale, la pebación e la denidad de anillo po nidad de longid, con la mima diección qe la popagación del plo. Onda aneale, la pebación e la deiación del melle obe la hoizonal, pependicla a la elocidad de popagación del plo. Tema 2. FA (Po. RAMOS) 4

3 Velocidad de popagación del onido Aplicamo la leye de la mecánica: 2ª Ley de Newon: F d dp F d dp Implo ( ) Vaiación del momeno lineal ( ). IMPULSO LINEAL: F A P VARIACIÓN DE LA CANTIDAD DE MOVIMIENTO: p ρ ( A ) POR LA LEY DE NEWTON SE VERIFICA: P ρ A P ρ ( A ) Tema 2. FA (Po. RAMOS) 5 Velocidad de popagación del onido. Compoamieno Mecánico: Compoamieno Temodinámico: a pai del coeiciene de compeibilidad adiabáico: P ρ P κ S V κ (/ V ) P ρκ Velocidad de popagación del onido: 2 S S V P V ρ κ S κ S Valoe del olmen: V A V A V V Tema 2. FA (Po. RAMOS) 6

4 Velocidad del onido: en n ga ideal. Ecación de eado de n ga ideal: ρ P m R P T κ S γp Medio maeial Velocidad del onido (m/) Aie (ºC) 33 Aie (2ºC) 343 Aga de ma 533 Aga dlce (25ºC) 493 Velocidad de popagación del onido: ρ κ S Velocidad de popagación en n ga ideal: γrt P m Poblema. Hoja FA2a Tema 2. FA (Po. RAMOS) 7 Onda onoa amónica: ono po. El empje del diapaón pooca el moimieno de la molécla de aie en conaco con él, podciéndoe na ibación amónica de la mima ecencia qe el diapaón. P ρw x ( x, ) en( Kx W) en2π ( El empje genea n moimieno colecio en el aie qe, macocópicamene, iene la oma de la popagación de na onda de peión. π P( x, ) P en( Kx W ) 2 Poblema 2. Hoja FA2a Tema 2. FA (Po. RAMOS) 8 T )

5 Onda onoa no amónica. ( x, ) en( K x W ); i,2,3 i i i i La ma de la eñale amónica, en ae, (, 2 y 3). Componen na onda no amónica ( x, ) en( Kix Wi) i i Expeimeno FA2 Tema 2. FA (Po. RAMOS) 9 Onda en e dimenione. La onda eéica e caaceizan po qe la popagación de la enegía e ióopa. La inenidad de la onda e el cociene de la poencia anpoada po nidad de peicie pependicla a la diección de popagación. 2 [ I ] W / m P I 4π En el cao de na onda eéica la inenidad a na m diancia, del oco emio qe libea na poencia Pm: 2 Paa onda amónica la inenidad e popocional al cadado de la amplid de la onda, in dependencia a la diancia al oco emio: 2 P I 2 ρ Tema 2. FA (Po. RAMOS)

6 Inenidad: onda amónica y ido aleaoio. Onda amónica: P( x, ) P en( Kx W) Inenidad, W/m 2 : I 2 P 2 ρ Rido aleaoio: no exie na amplid caaceíica de la onda. La inenidad e deine mediane n pomedio empoal de la pebacione onoa (peione). P m < P > T 2 T p 2 d Pm I 2 ρ Tema 2. FA (Po. RAMOS) Senación onoa y niel de inenidad: decibelio. La pecepción hmana de n onido iene na pimea ae de ecepción íica de la onda acúica, y na egnda de inepeación del ido ecchado. Éa e nción de la eñal eniada po el neio adiio al ceebo. Ea inepeación no e lineal, debido a la emenda enibilidad de neo ógano de ecepción, el oído. Senibilidad del oído. Rango de peione 5 P( Pa) [ 3,3] Senibilidad del oído. Rango de inenidade. 2 2 I( W/ m ) [, ] Niel de inenidad onoa: decibelio. β I log I I ( db) I, inenidad del onido (W/m 2 ). I, mbal de adición -2 (W/m 2 ) El oído e capaz de pecibi 3 pae obe mil millone! β P 2log P P ( db) I I β db I W 2 β 2dB m Poblema 3. Hoja FA2a Tema 2. FA (Po. RAMOS) 2

7 Eeco del ido obe el hombe: pecepción hmana Diagama de la pecepción acúica hmana. Valoe de na población ípica. Poblema 4. Hoja FA2a Tema 2. FA (Po. RAMOS) 3 Méodo de medida del ido: ilo. Debido a la enibilidad del oído a dieene ecencia, cando e mide el niel de inenidad onoa con inmeno, hay qe ila la eñal de inenidad íica paa obene la epea de la onda acúica en nea pecepción acúica. Expeimeno FA Tema 2. FA (Po. RAMOS) 4

8 Conaminación acúica: Doi. Cando e omee a na peona a n ido pemanene, en nción de niel de inenidad y del iempo qe eá expeo, abobe na doi de ido. A pai de cieo aloe e pede pooca na odea pemanene. Tema 2. FA (Po. RAMOS) 5 Eeco del ido obe la comnidad. Cando na comnidad eá omeida a niele de inenidad onoa eleado apaecen dieene eaccione ociale. Tema 2. FA (Po. RAMOS) 6

9 Relexión, eacción de onda onoa. Ley de nell, de la elexión: i Ley de nell, de la eacción: en ( i) n en ( ) i ni n i n Poblema. Hoja FA2b Tema 2. FA (Po. RAMOS) 7 Diacción de onda onoa. Foco aaeando n oiicio. Foco emio de onda plana, in obáclo. Sin diacción Con diacción Rango de longide de onda, onido: 7 [ m, 2cm] Poblema 2. Hoja FA2b Tema 2. FA (Po. RAMOS) 8

10 Eeco Dopple. Cando n oco podco de onda y n ecepo e meen no epeco del oo, la ecencia emiida po el oco no e la mima qe la obeada po el ecepo. Recepo eacionaio.- aía la longid de onda de la eñal emiida po el oco en moimieno. Foco eacionaio.- aía la ecencia de la eñal obeada po el ecepo en moimieno. Tema 2. FA (Po. RAMOS) 9 Eeco Dopple: oco móil. El oco emie na ecencia. En n inealo de iempo onda. habá emiido N N Tema 2. FA (Po. RAMOS) 2

11 Poblema 3. Hoja FA2b Tema 2. FA (Po. RAMOS) 2 Eeco Dopple: oco móil. Longid de onda delane del oco. Foco apoximándoe, la N onda eán conenida en: ( ) ( ) N ) ( Longid de onda deá del oco. Foco alejándoe, la N onda eán conenida en: b + ) ( ( ) ( ) N b b + Poblema 4. Hoja FA2b Tema 2. FA (Po. RAMOS) 22 Eeco Dopple: oco en epoo. No hay aiación de la longid de onda, peo la ecencia con la qe paan lo ene de onda po el ecepo amena cando ée e aceca a la ene y diminye cando e aleja de ella. Nº onda ecepo eacionaio en on la conenida en N Nº onda ecepo hacia oco con,, en on la conenida en + ) ( N + ) ( N + Recepo apoximándoe: Recepo alejándoe: +

12 Eeco Dopple: oco y ecepo en moimieno. Foco y ecepo apoximándoe: Foco y ecepo alejándoe: ( + ( ) ) ( ( + ) ) La ecencia amena en el cao de qe oco y ecepo e apoximen y diminye cando éo e alejan. Tema 2. FA (Po. RAMOS) 23

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