La mayoría de los cosos que aprendemos o las aprendemos mejor es por medio del sonido, por medio del sentido del oído.
El sonido no solo es importante para comunicarnos, si no que es básico desde el momento que nos estamos formando, porque escuchamos a nuestra madre a familiares y ruidos externos, y ahí radica su importancia desde nuestra formación para venir a este mundo lleno de ruidos por escuchar y aprender.
Como podría existir el sonido si nadie lo escuchara o como podríamos tener oídos si nadie los ocupara.
Nuestros oídos solo están diseñados para escuchar sonidos perfectamente audible, si es bajo el sonido en su frecuencia es difícil de captar y si es alto es difícil de entenderlo.
Por eso el audio es vital para nuestras vidas y las actividades que realizamos a diario.
miércoles, 13 de junio de 2012
NUEVAS INVENCIONES DEL SONIDO
David Frohlich, un científico investigador del Reino Unido ha creado un invento curioso, la audiofotografía, un sistema que combina fotografía con una pista de audio que captura el sonido en el momento de realizarla.
El sonido capta la escena emocional con muchos más matices que si solo tuviéramos el soporte visual. La grabación empieza antes de hacer la foto y finaliza un minuto después. En realidad, no deja de ser un trocito de video, pero con la imagen quieta, eso si, mantiene intacto el momento de realizar la foto y nos ayuda a recordar el ambiente que se vivió en el momento preciso.
Post 312 - 16 de Febrero de 2011 - Categoría: Innovación.
Investigadores de la Universidad de Illinois, dirigidos por el profesor de ingeniería mecánica, Nicolás Fang, han desarrollado una capa acústica que hace invisibles los objetos sumergidos. "No estamos hablando de ciencia ficción; sino de controlar las ondas sonoras por flexión y torsión en un espacio de diseño", señaló Fang.
Se trata de una capa que está hecha de metamateriales, material artificial que ha mejorado las propiedades como consecuencia de una estructura cuidadosamente diseñada. Fang y su equipo, han diseñado una capa cilíndrica de dos dimensiones, consistente en 16 anillos concéntricos de circuitos acústicos estructurados para guiar las ondas sonoras.
Cada anillo tiene un índice diferente de refracción, lo que significa que, las ondas de sonido varían su velocidad desde los anillos exteriores a las interiores. Las ondas sonoras se propagan alrededor del anillo externo, guiadas por los canales de los circuitos, que pliegan las ondas envolviéndolas alrededor de las capas externas de la capa.
"Básicamente, lo que se ve es una serie de cavidades que están conectadas por canales. El sonido se propaga por el interior de los canales, y estas cavidades están diseñadas para frenar las ondas hacia abajo ", explicaba Fang. "A medida que uno se adentra en el interior de los anillos, las ondas de sonido ganan más y más velocidad."
Los investigadores han probado la capa, sumergiéndola en un cilindro de acero, dentro de un tanque provisto de un dispositivo de ultrasonidos en un lado y un conjunto de sensores en el otro. Cuando se coloca el cilindro de la capa, ésta desaparece del sonar. También testearon otros objetos de varias formas y densidades, pero eso influyó en la capacidad de la capa para ocultarlos.
La capa puede cubrir una amplia gama de longitudes de onda de sonido, ofreciendo la invisibilidad acústica a las ondas de ultrasonido, en un rango de 40 a 80 Khz., a pesar de que, teóricamente, podría ser afinada para cubrir decenas de miles de megahertz.
viernes, 8 de junio de 2012
EJERCICIOS RESUELTOS DEL SONIDO
1. El oído humano percibe sonidos cuyas frecuencias están comprendidas entre 20 y 20000 hertz . Calcular la longitud de onda de los sonidos extremos, si el sonido se propaga en el aire con la velocidad de 330 ms-1.
Al ser l = v/n, las longitudes de onda correspondientes a los sonidos extremos que percibe el oído humano serán, respectivamente:
2. Un foco sonoro colocado bajo el agua tiene una frecuencia de 750 hertz y produce ondas de 2 m. ¿Con qué velocidad se propaga el sonido en el agua?
La velocidad de propagación viene dada por la ecuación:
a) I = P/4.π.r² = 80/4.π.(3,5)² = 0,51 W/m²
4. Dos altavoces que emite a la misma frecuencia están separados 1,4 m entre sí. A 3 m sobre la perpendicular trazada desde el punto medio entre los altavoces se encuentra un micrófono. Se hace girar el micrófono y se encuentra el 1ª máximo cuando el ángulo girado es de 15º ¿A qué frecuencia emiten los altavoces?
x1- x2 = λ x1=3²+(0,7)² -2·3·0,7cos(105º)= 3,252m
x2=3²+(0,7)² -2·3·0,7cos(75º)= 2,898m
λ = v/f
f = v/(x1 – x2)
f = 340/(3,252 – 2,898) = 960,45 Hz
5. Un tubo de órgano abierto en los dos extremos tiene dos armónicos sucesivos con frecuencias de 240 y 280 Hz ¿Cuál es la longitud del tubo?.
La longitud de onda correspondiente a los distintos armónicos, en un tubo con los extremos abiertos, es:.
ln = 2L/n siendo n = 0,1,2,3.0….
La frecuencia de dos armónicos sucesivos es: fn = v·n/2L; fn +1 = v·(n+1)/2L, siendo v la velocidad de propagación
La relación entre las frecuencias 280/240 = n+1/n de donde se deduce que:
28n = 24n + 24 Þ 4n = 24 Þ n = 6
suponiendo que la velocidad del sonido es v = 340 ms-1 la longitud de onda del sexto armónico es: 340/240 = 2L/6 de donde la longitud del tubo es:
L = 4,25 m
6. Un foco sonoro colocado bajo el agua tiene una frecuencia de 750 hertz y produce ondas de 2 m. ¿Con qué velocidad se propaga el sonido en el agua?
La velocidad de propagación viene dada por la ecuación:
V=λv=2×750=1500 m/s
jueves, 7 de junio de 2012
ONDAS LONGITUDINALES Y TREANSVERSALES
Ondas transversales:
Las partículas oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación.
Ondas longitudinales:
Ondas longitudinales:
Las partículas oscilan paralelamente a la dirección de propagación.
CONCEPTO DE ONDA
Una onda es una perturbación que se propaga. Las ondas materiales (todas menos las electromagnéticas) requieren un medio elástico para propagarse. El medio elástico se deforma y recupera vibrando al paso de la onda.
La perturbación comunica una agitación a la primera partícula del medio en que impacta (este es el foco de las ondas) y en esa partícula se inicia la onda. La perturbación se transmite en todas las direcciones por las que se extiende el medio con una velocidad constante (siempre que el medio sea isótropo).
La perturbación comunica una agitación a la primera partícula del medio en que impacta (este es el foco de las ondas) y en esa partícula se inicia la onda. La perturbación se transmite en todas las direcciones por las que se extiende el medio con una velocidad constante (siempre que el medio sea isótropo).
Una onda transporta energía pero no transporta materia: las partículas vibran alrededor de la posición de equilibrio pero no viajan con la perturbación.
Veamos algún ejemplo:
La onda que transmite un látigo lleva una energía que se descarga en su punta al golpear. Las partículas del látigo vibran, pero no se desplazan con la onda.
Un corcho en la superficie del agua vibra verticalmente al paso de las olas pero no se traslada horizontalmente, eso indica que las partículas de agua vibran pero no se trasladan.
TIPOS DE ONDAS
Si las partículas del medio en el que se propaga la perturbación vibran perpendiculares a la dirección de propagación, las ondas se llaman transversales. Si vibran en la misma dirección se llaman longitudinales.
Ejemplos de ondas transversales: las olas en el agua, las ondulaciones que se propagan por una cuerda, la luz…
Ejemplos de ondas longitudinales: las compresiones y dilataciones que se propagan por un muelle, el sonido…
En la siguiente animación puedes observar como cada partícula vibra armónicamente en dirección vertical mientras la onda se propaga en dirección horizontal. (ejemplo de onda transversal)
En la siguiente animación puedes observar como cada partícula vibra armónicamente en dirección horizontal y la onda se propaga en dirección horizontal. (ejemplo de onda longitudinal)
Onda transversal viajando por una cuerda:
EL SONIDO
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El sonido solo se produce sonido cuando un cuerpo vibra muy rápidamente.
La vibración del elástico produce un sonido
La frecuencia es el número de vibraciones u oscilaciones completas que se efectúan en 1 segundo.
Se producen sonidos audibles cuando un cuerpo vibra con una frecuencia comprendida entre 20 y 20000 Hz (Hercio, unidad de medida para la frecuencia).
Una guitarra produce sonido si vibra con una frecuencia
comprendida entre 20 y 20000 Hz
El sonido se transmite a través de medios materiales, sólidos, líquidos o gaseosos pero nunca a través del vacío.
El sonido se produce cuando un cuerpo vibra con una frecuencia comprendida entre 20 y 20000 Hz y existe un medio material en el que pueda propagarse.
El sonido es una onda. Una onda es una perturbación que se propaga por el espacio. En una onda se propaga energía, no materia.
El sonido se propaga en el aire a una velocidad de 340 m/s a temperatura normal (aproximadamente a 20º).
El sonido se propaga a diferentes velocidades en medios de distinta densidad. En general, se propaga a mayor velocidad en líquidos y sólidos que en gases (como el aire). La velocidad de propagación del sonido es, por ejemplo, de unos 1.509,7 m/s en el agua y de unos 5.930 m/s en el acero Un cuerpo en oscilación pone en movimiento a las moléculas de aire (del medio) que lo rodean. Éstas, a su vez, transmiten ese movimiento a las moléculas vecinas y así sucesivamente.
Cada molécula de aire entra en oscilación en torno a su punto de reposo. Es decir, el desplazamiento que sufre cada molécula es pequeño. Pero el movimiento se propaga a través del medio. Entre la fuente sonora (el cuerpo en oscilación) y el receptor (el ser humano) tenemos entonces una transmisión de energía pero no un traslado de materia.
No son las moléculas de aire que rodean al cuerpo en oscilación las que hacen entrar en movimiento al tímpano, sino las que están junto al mismo, que fueron puestas en movimiento a medida que la onda se fue propagando en el medio.
El (pequeño) desplazamiento (oscilatorio) que sufren las distintas moléculas de aire genera zonas en las que hay una mayor concentración de moléculas (mayor densidad), zonas de condensación, y zonas en las que hay una menor concentración de moléculas (menor densidad), zonas de rarefacción. Esas zonas de mayor o menor densidad generan una variación alterna en la presión estática del aire (la presión del aire en ausencia de sonido). Es lo que se conoce como presión sonora.
El sonido es una onda mecánica longitudinal que se propaga a través de un medio elástico. El sonido no se propaga en el vacío.
Sistema auditivo
El Efecto DopplerEl efecto Doppler es así conocido por Christian Doppler, al que primero se le ocurrió la idea en 1842. El determinó que las ondas de sonido tendrían una frecuencia más alta si la fuente del sonido se movía en dirección al receptor y una frecuencia más baja si la fuente del sonido se alejaba del receptor. Un ejemplo típico de esto es el tren. Cuando un tren se acerca, el sonido del silbato tiene un tono más alto que lo normal. Puede oir como el tono cambia mientras el tren pasa. Lo mismo ocurre con las sirenas de los autos de policía y con los motores de autos de carrera.  Una manera de visualizar el efecto Doppler es pensar en las ondas como pulsaciones que se emiten a intervalos regulares. Imagina que caminas hacia adelante. Cada vez que das un paso, emites una pulsación. Cada pulsación frente a tí estará un paso más cercano, mientras que cada pulsación detrás tuyo, estará un paso más alejada. un paso que te aleja. Las pulsaciones frente a tí son de mayor frecuencia y las pulsaciones detrás tuyo tienen menor frecuencia. El efecto Doppler no sólo se aplica a los sonidos. Funciona con todo tipo de ondas. Esto incluye la luz. Edwin Hubble usó el efecto Doppler para determinar que el universo se estáexpandiendo. Hubble encontró que la luz de galaxias distantes está corrida hacia frecuencias más elevadas, hacia el rojo final del espectro. A esto se le conoce como el desplazamiento Doppler, o cómo desplazamiento al rojo. Si las galaxias se estuviesen acercando, la luz se desplazara al azul. Los radares Doppler ayudan a los meteorólogos a detectar posibles tornados. GENERALIDADES DEL MECANISMO DE AUDICION HUMANA
· Características generales:
Mediante el sistema auditivo, los humanos somos capaces de detectar sonidos tales como la música, la voz o el ruido. Por lo tanto, es muy interesante conocer este sistema, tanto física como fisiológicamente. Además, tenemos que tener en cuenta que las características auditivas varían de unos individuos a otros.
 Los sonidos audibles pueden ser periódicos o pseudoperiódicos (con o sin carácter musical) o no periódicos (tanto breves como prolongados). Dentro de los sonidos periódicos, los podemos distinguir por:
- Tono: desde los sonidos graves (bajas frecuencias) a los agudos (altas frecuencias).
- Timbre: depende de la fuente sonora.
- Intensidad: depende de la intensidad recibida por el sistema auditivo.
Podemos distinguir entre dos conceptos parecidos que pueden llevar a equivocación:
 - Sonido: es el movimiento vibratorio.
- Sensación sonora: efecto que produce el sonido en el órgano auditivo.
Por último reseñar la gran sensibilidad de nuestro sistema auditivo. Es capaz de soportar presiones de más de 1000 microbares y a su vez distinguir sonidos de amplitud de presión de apenas 0,0001 microbares. Es capaz de detectar sonidos de frecuencias comprendidas entre los 20 y los 20000 Hz. También actúa como un analizador de frecuencia de gran selectividad y, en unión con el sistema nervioso; detectar una frecuencia en particular sobre un intenso nivel de ruido. Por lo tanto, el mecanismo del oído es la más intrincada y delicada estructura mecánica del cuerpo humano.
Para que el sonido pueda llegar a nuestros oídos necesita un espacio o medio de propagación, este normalmente suele ser el aire la velocidad de propagación del sonido en el aire es de unos 334 m/s y a 0º es de 331,6 m/s.
La velocidad de propagación es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta y es alrededor de 12 m/s mayor a 20º.
La velocidad es siempre independiente de la presión atmosférica. Como hemos visto cuando mayor sea la temperatura del ambiente menos rápido llegara el sonido a nuestros oídos, es por eso que algunas personas dicen que "en invierno se suele escuchar mejor" es decir, a mayor temperatura menor respuesta del sonido en el aire.
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CIENTIFICOS QUE APORTARON A LAS ONDAS Y AL SONIDO
GALILEO GALILEI
(1564-1642)
GALILEO GALILEI, físico y astrónomo italiano, nació en Pisa el 15 de febrero de 1564 y murió en Arcetri el 8 de enero de 1642. Hijo de Vicente Galilei.
Al ver oscilar una lámpara en la catedral de Pisa (1583), descubrió las leyes del péndulo. En 1585 paso a Florencia dedicándose ahí al estudio de las obras de Arquímedes. Descubrió la revolución del Sol a través de su eje; las manchas solares, el telescopio etc.
La inquisición le obligo a abjurar solemnemente de sus opiniones copernicanas (el Sol es el centro del mundo y es la Tierra la que se movía). La entereza de carácter y sus firmes convicciones le hicieron exclamar en esos instantes la famosa frase proverbial: “Eppur si muove” (pero se mueve).
DEMÓCRITO
(460-370 a.C.)
Filosofo griego. Nació en Abdera, Ciudad de Tracia, en el norte de Grecia. Fue discípulo de Leucipo de Mileto, quien esbozo la teoría atomista, obra de la cual solo quedan algunos fragmentos. La filosofía de Demócrito debe entenderse en el contexto de los primeros filósofos griegos llamados usualmente presocráticos, preocupados por hallar el arke o principio originador y generador de las cosas.
Demócrito considero que la realidad estaba compuesta por dos únicos elementos: el vacio y los átomos. Señalaba que el arke son los átomos según Demócrito, son materiales eternos e incausados, y sus propiedades son las de: tamaño, forma, impenetrabilidad y movimiento. Estas partículas se mueven continuamente en el vacio y según su forma y tamaño constituyen los diferentes cuerpos físicos: sólidos, gaseosos, etc. los cambios fenoménicos como la muerte, no son sino combinaciones y separaciones de átomos.
NICOLÁS COPÉRNICO
(1473-1543)
Nació en la ciudad de Torun. Es considerado el fundador de la Astronomía Moderna. Fue hijo de un rico comerciante que le permitió ir a Cracovia y estudiar la disciplina astronómica (1491-1495), para luego dirigirse a la universidad de Bonovia (Italia) y cursar esa misma metería, así como la de derecho (1496-1500).
Su tesis heliocéntrica promovió la idea del doble movimiento de la tierra (rotación y traslación), esto le atrajo algunos problemas con la inquisición, por lo que se negó a publicar su obra “Revoluciones Orbitales Celestes”. Sin embargo, u n amigo suyo lo hizo el mismo año de su muerte en 1543. Esta obra termino siendo prohibida al ser considerada contraria a las doctrinas católicas. Copérnico murió en la ciudad Frauenburg.
Tycho Brahe (Tyge Ottesen Brahe) (Knutstorp, Escania, 14 de diciembre de 1546 - Praga, 24 de octubre de 1601), astrónomo danés, considerado el más grande observador del cielo en el período anterior a la invención del telescopio.
Tras la muerte de Brahe las medidas sobre la posición de los planetas pasaron a posesión de Kepler, y las medidas del movimiento de Marte, en particular de su movimiento retrógrado, fueron esenciales para que pudiera formular las tres leyes que rigen el movimiento de los planetas. Posteriormente, estas leyes sirvieron de base a la Ley de la Gravitación Universal de Newton.
HIPARCO DE NICEA
Astrónomo y geógrafo griego. Llevó a cabo sus observaciones en Rodas, donde construyó un observatorio, y en Alejandría.Comparó la posición de las estrellas de su tiempo con los resultados obtenidos siglo y medio antes por Timocharis, y calculó que la diferencia era mayor de lo que cabría esperar de posibles errores en la medición (concretamente, de 45 segundos de arco en un año, valor muy próximo a los 50,27 segundos aceptados actualmente), y dedujo que tal diferencia no era debida al movimiento de las estrellas, sino al movimiento o precesión de este a oeste del punto equinoccial (es decir, el punto de intersección de la eclíptica con el ecuador celeste). Precisó el período del año solar en 365 días y 6 horas.
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