Fundamentos de la Física del Sonido: Ondas, Frecuencia y Presión Sonora
Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Física
Escrito el en 
español con un tamaño de 4,02 KB
Física del Sonido
La física del sonido es el estudio de cualquier sonido, especialmente si es molesto. El sonido es una forma de vibración que puede conducirse a través de sólidos, líquidos y gases. El sonido es una forma de energía ondulatoria que generalmente aparece como vibración en la presión y densidad de la atmósfera.
Ondas Sonoras
Una fuente sonora familiar y físicamente simple es el diapasón. Cuando se golpea, las puntas vibran de arriba hacia abajo poniendo en movimiento el aire de los alrededores. El movimiento relativo del aire en las regiones vecinas causa fluctuaciones de presión por arriba y por debajo de la presión atmosférica. Estas fluctuaciones de presión, conocidas como compresiones y rarefacciones, viajan fuera de la fuente en todas direcciones y producen una onda sonora.
Tonos Puros
El sonido producido por un diapasón es un tono simple, puro y estable, es decir, un sonido de una sola frecuencia.
Características del Sonido
Frecuencia
Símbolo: f. Unidad: Hz (Hercio). Es el número de pulsaciones de una onda acústica sinusoidal ocurrida en el tiempo de un segundo.
Periodo
Símbolo: T. Unidad: seg (segundo). Es el tiempo transcurrido en completar un ciclo.
Longitud de Onda
La distancia recorrida por una onda durante un tiempo igual al periodo T se llama longitud de onda, es decir, la distancia entre el máximo de una compresión al máximo de la siguiente, y se designa por la letra griega lambda (λ).
Velocidad del Sonido
La velocidad del sonido en un medio particular se define como el producto de la frecuencia y la longitud de onda. La velocidad del sonido en el aire varía ligeramente con la temperatura y está dada aproximadamente por la fórmula:
C = 1052 + 1.106 t (pies/seg)
A una temperatura de 32 ºF, o 0 ºC, la velocidad del sonido en el aire es de 1087 pies/seg, o 331.3 m/seg. La velocidad del sonido aumenta en 1 pie/seg por cada ºF y 0.65 m/seg por cada ºC. La velocidad del sonido en:
- Agua: 4700 pies/seg
- Madera: 13000 pies/seg
- Acero: 16500 pies/seg
Presión Sonora
Cuanto más fuerte se golpea el diapasón, mayor es la distancia que recorren las puntas en cada ciclo. Este mayor recorrido producirá mayores fluctuaciones de la presión por encima y por debajo de la presión atmosférica.
Una forma de medir la presión sonora es en fracción de un bar, que es la unidad de presión igual a la presión atmosférica. Las fluctuaciones de presión causadas por el sonido son extremadamente pequeñas comparadas con un bar, y por eso es más conveniente medir en una unidad mucho más pequeña que se llama microbar. Esta unidad (μbar) es igual a una millonésima de bar.
Intensidad Sonora (I)
Puede definirse como: la cantidad de energía acústica por unidad de tiempo que pasa a través de una unidad de área que es normal a la dirección de propagación. En una onda libre se puede propagar libremente y se expresa: p
Potencia Sonora (W)
Es la cantidad de energía acústica producida por la fuente en la unidad de tiempo.
Decibel (dB)
El sonido más débil que un oído sano puede escuchar o detectar tiene una amplitud de una veinteava millonésima de un pascal (20 mPa). Un cambio de presión de 20 mPa es tan pequeño que hace que la membrana del oído se deflecte una distancia menor que el diámetro de una molécula de hidrógeno. El decibel es una unidad adimensional usada para expresar el logaritmo de la razón entre una cantidad medida y una cantidad de referencia. De esta manera, el decibel es usado para describir niveles de presión, potencia e intensidad acústica. La población está expuesta a niveles de ruido que oscilan entre los 35 y 85 dB.