Eduardo Sánchez.: Unidad 4: Fenómenos Ondulatorios Mecánicos / Semana 2.

4.1 EL SONIDO COMO EJEMPLO.

El sonido es una vibración que se propaga en un medio elástico. Para que se produzca sonido se requiere la existencia de un cuerpo vibrante, denominado foco (cuerda tensa, varilla, una lengüeta) y de un medio elástico que transmita esas vibraciones, que se propagan por él constituyendo lo que se denomina onda sonora.

Características del Sonido.

Los infrasonidos: Son aquellos que se encuentran con una frecuencia por debajo de los 20 hz, en cambio los ultrasonidos se encuentran sobre los 20.000 Hz.

La altura de un sonido: Está directamente relacionada con la frecuencia. Pues mientras mayor se a altura, mayor será la frecuencia, y mientras más bajo, una menor frecuencia tendrá la ondas. Esta también desglosa:

· El tamaño: Mientras más grande sea un instrumento musical, más grave será el sonido; al contrario, cuánto más pequeño será más agudo.

· La longitud: Mientras más larga una cuerda, más grave será el sonido; por el contrario, al ser más corta, el sonido es más agudo.

· La tensión: Mientras más tensa se encuentre una cuerda, más agudo será el sonido; en cambio, minetras menos tensa esté la cuerda, más grave será el sonido

· La presión: Mientras mayor sea la presión del aire, más agudo será el sonido; por el contrario, si la presión es menor, más grave será el sonido.

El timbre: Es la propiedad que permite al oído humano distinguir dos sonidos de la misma frecuencia e intensidad (amplitud) que son emitidos por distintos instrumentos o focos emisores, es decir depende del número, intensidad y frecuencia de los armónicos que acompañan al sonido fundamental.

En la vida cotidiana, los sonidos varían, ya que no solo existen en la música, sino también en las calles, que son como los autos, los cláxones, las campanas, etc. Todo esto lo llega a percibir nuestro oído en nuestro día a día.

http://www.ehu.eus/acustica/bachillerato/casoes/casoes.html

http://www.fisic.ch/cursos/primero-medio/caracter%C3%ADsticas-del-sonido/

4.6 Algunas aplicaciones tecnológicas y en la salud.

En Medicina:

Uno de los usos más importantes del sonido en la medicina son las pruebas de ultrasonido. Estas pruebas son técnicas de diagnóstico no-invasivas que usan ondas de sonido de alta frecuencia y computadoras para crear imágenes de vasos sanguíneos, tejidos, y órganos. Los ultrasonidos se usan para ver los órganos internos en funcionamiento y para evaluar el flujo de sangre a través de varios vasos sanguíneos. Estas pruebas son comunes en las mujeres embarazadas pues se usan para descubrir muchas anormalidades estructurales y funcionales en el feto. Los ultrasonidos también pueden ayudar al descubrimiento de enfermedades del corazón, tumores, piedras del riñón, y otros desórdenes.

Ejemplos:

· El estetoscopio: Inventado por René Laennec. Es un excelente ayudante en la audición. Está constituido por una campana en un extremo y en el otro termina en membrana que funcionan como tímpano.

· La ecografía: Utiliza el fenómeno de la reflexión del sonido. Permite estudiar la anatomía o los órganos sin producir daños, ya que no produce radiaciones.

En Tecnología:

La ciencia del sonido trabaja en proyectos tan atractivos como los que presentamos a continuación, y que probablemente te sorprenderán. A pesar de todos estos hitos en la tecnología, donde el sonido era el protagonista, cuando pensamos en cómo será el futuro, nunca imaginamos que se podrían hacer grandes avances en el área de la acústica. Sin embargo, ahora mismo, la ciencia está usando el sonido para crear cosas más geniales que nunca y que, posiblemente, se vuelvan algo de lo más habitual en el futuro.

· Refrigeración: Un grupo de investigadores de la Universidad Penn State en Estados Unidos, han desarrollado un frigorífico que funciona con sonido. Actúa bajo el principio de que las ondas sonoras se comprimen y se expanden cuando hay aire alrededor de ellas, lo que provoca que al mismo tiempo se calienten y enfríen, creando una especie de gas.

· Carga tú móvil con tu voz: Durante el 2011, unos científicos en Seúl, pusieron nano-barras de óxido de zinc entre dos electrodos, un sistema perfecto y muy pequeño para generar electricidad usando ondas sonoras. Esto apenas produjo 50 milivoltios, lo que es muy poca energía para poder cargar cualquier móvil. Sin embargo, en el 2014, otros científicos de Londrés emplearon el mismo método y lograron producir cinco voltios, lo suficiente para cargar un smartphone.

http://es.slideshare.net/concursoeducared/aplicaciones-del-sonido-en-la-medicina

http://blogthinkbig.com/ciencia-del-sonido/

4.7 Ondas y Partículas.

Ondas: Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto en que se produjo hacia el medio que rodea ese punto. Las ondas materiales (todas menos las electromagnéticas) requieren un medio elástico para propagarse.

· Difracción: Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo.

· Efecto Doppler: Efecto debido al movimiento relativo entre la fuente emisora de las ondas y el receptor de las mismas.

· Interferencia: Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio.

· Reflexión: Ocurre cuando una onda, al encontrarse con un nuevo medio que no puede atravesar, cambia de dirección.

· Refracción: Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad.

· Onda de choque: Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono.

Tipos de Ondas.

· Ondas mecánicas: Las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse.

· Ondas electromagnéticas: Las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio, por lo tanto pueden propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico, en relación con un campo magnético asociado.

· Ondas gravitacionales: Las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometría misma del espacio-tiempo y aunque es común representarlas viajando en el vacío, técnicamente no podemos afirmar que se desplacen por ningún espacio, sino que en sí mismas son alteraciones del espacio-tiempo.

En función de su dirección.

· Ondas unidimensionales: Las ondas unidimensionales son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dimensión del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas.

· Ondas bidimensionales o superficiales: Son ondas que se propagan en dos dimensiones. Pueden propagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie.

· Ondas tridimensionales o esféricas: Son ondas que se propagan en tres dimensiones. 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.

En función del movimiento de sus partículas.

· Ondas longitudinales: Son aquellas que se caracterizan porque las partículas del medio se mueven o vibran paralelamente a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal.

· Ondas transversales: Son aquellas que se caracterizan porque las partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, las olas en el agua o las ondulaciones que se propagan por una cuerda.

En función de su periodicidad.

· Ondas periódicas: La perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos por ejemplo una onda senoidal.

· Ondas no periódicas: La perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas también se denominan pulsos.

Las partículas: Son los constituyentes elementales de la materia, más precisamente son partículas que no están constituidas por partículas más pequeñas ni se conoce que tengan estructura interna.

https://es.wikipedia.org/wiki/Onda#Clasificaci.C3.B3n_de_las_ondas

https://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_elemental

4.8 Síntesis del tema o una investigación bibliográfica sobre sus aplicaciones.

¿Qué es el sonido?

¿Por qué las paredes debilitan el sonido?

*Equipo.*	*Respuesta 1.*	*Respuesta 2.*
Equipo 1.
Equipo 2.	El sonido es un movimiento vibratorio longitudinal que se propaga en forma de ondas de presión a través de un medio (aire, agua, tierra, metales etc.) y que podemos percibir cuando tienen una frecuencia y una intensidad determinada.	La intensidad está relacionada con la amplitud de la onda sonora y con la cantidad de energía transportada, y la frecuencia es el número de variaciones de presión por segundo que realiza un cuerpo. Normalmente un sonido está compuesto por una suma de frecuencias armónicas denominadas tono. Entonces: Cuanto mayor es la amplitud de una onda, mayor es la intensidad del sonido que se percibe. Cuanto mayor es la frecuencia, el sonido se percibe más agudo.
Equipo 3.	El sonido es la propagación de ondas a través de un medio, por ejemplo: el aire.	Al llegar la onda a un obstáculo como las paredes va se transmite dentro del mismo y la onda va amortiguándose hasta desaparecer.
Equipo 4	El sonido es un movimiento vibratorio longitudinal que se propaga en forma de ondas de presión a través de un medio y lo podemos percibir mediante una frecuencia e intensidad determinada.	La intensidad está relacionada con la amplitud de la onda sonora y también la cantidad de energía transportada. La frecuencia es el número de variaciones de presión por segundo que realiza un cuerpo. Un sonido está compuesto por frecuencias armónicas denominadas tono. Conclusión: Si la amplitud de una onda es mayor, la intensidad será mayor a la del sonido que se percibe. Si la frecuencia es mayor, el sonido se percibirá más agudo.
Equipo 5.	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.	El sonido humanamente audible consiste en ondas sonoras. La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia, en forma de ondas mecánicas que se propagan a través de un medio elástico sólido, líquido o gaseoso.
Equipo 6.	El sonido es la percepción de nuestro cerebro de las vibraciones mecánicas que producen los cuerpos y que llegan a nuestro oído a través de un medio Imaginemos una cuerda tensada entre dos puntos, sobre la que, a continuación, pulsamos con un dedo. La cuerda comenzará a producir un movimiento ondulatorio, desplazándose de un lado a otro, hasta llegar a alcanzar de nuevo el punto de reposo inicial. Todos esos movimientos son las vibraciones. Como esos movimientos no los realizará en el vacío sino en el aire (aunque también podría hacerlo, por ejemplo, dentro del agua), se producirá el desplazamiento de las moléculas, empujándose unas a otras en forma de ondas. Esas ondas sonoras se desplazarán hasta llegar a nuestro oído y de ahí pasarán a nuestro cerebro, que se encargará de reconocer e interpretar la vibración percibida. El sonido en el vacío no puede producirse puesto que no existen moléculas que puedan transmitir la vibración hasta nuestros oídos.	Lo debilitan por que las paredes no son un medio elástico.

Equipo 1:

Equipo 2: http://www.vidasostenible.org/ciudadanos/hablemos-de-medio-ambiente/el-ruido/que-es-el-sonido/

Equipo 3: http://www.eumus.edu.uy/eme/ensenanza//acustica/apuntes/material-viejo/fisica_r/

Equipo 4: http://www.escolar.com/lecturas/preguntas-y-respuestas/por-que-14/como-puede-entrar.html

Equipo 5: https://es.wikipedia.org/wiki/Sonido

Equipo 6: http://www.ite.educacion.es/formacion/materiales/60/cd/02_elsonido/1_qu_es_el_sonido.html , https://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_sonido

¿Adónde se van las ondas acústicas?

¿Cuál es la diferencia entre una onda y una partícula?

*Equipo.*	*Respuesta 1.*	*Respuesta 2.*
Equipo 1.
Equipo 2.	Las paredes poco a poca absorben el sonido mientras tanto el sonido seguirá rebotando. Si el sonido se da al aire libre sin algún objeto que lo refleje o que lo absorba, el sonido se perderá conforme a la distancia que recorra.	Una onda se define como el fenómeno ondulatorio y físico por medio del cual se propaga energía sin materia de un punto a otro del espacio a través de algún medio sólido, líquido, gaseoso o a través del vacio. Definimos la partícula como una masa que ocupa un volumen tan pequeño en el espacio que podemos decir que es puntual (es decir, no ocupa ningún volumen, simplemente está en un punto del espacio). Generalmente se considera que los objetos reales son partículas con su masa concentrada en el centro de masas del objeto. Esta es una abstracción válida cuando estamos dando mecánica clásica, en la que las distancias involucradas son mucho mayores que las distancias moleculares y siempre y cuando no intentemos comprender la física interna del objeto. Diferencias Una partícula ocupa un lugar en el espacio y tiene masa. ^Una onda se extiende en el espacio y no tiene masa. ^Onda: se puede conocer su velocidad pero no tiene una posición exacta. Partícula: tiene una posición exacta pero no se puede conocer su velocidad.
Equipo 3.	Las ondas acústicas se desplazan paralelamente a la dirección de propagación.	La diferencia entre un onda y una partícula es que la onda es invisible e intangible, y la partícula puede distinguirse como materia visible y tangible por más pequeña que sea.
Equipo 4.	Actualmente se considera que la dualidad onda partícula es un concepto de la mecánica cuántica según el cual no es diferencia fundamentales entre partículas y ondas: las partículas pueden componerse como ondas y viceversa.	*Onda:* Es una perturbación que se propaga en un medio o en el espacio transportando energía sin que haya transporte de materia. *Partícula:* Una partícula ocupa un lugar en el espacio y tiene masa mientras que una onda se extiende en el espacio caracterizándose por tener una velocidad definida y mas anular.
Equipo 5.	El sonido avanza en línea recta cuando se desplaza en un medio de densidad uniforme. Sin embargo, igual que la luz, el sonido está sometido a la refracción, es decir, la desviación de las ondas de sonido de su trayectoria original. En las regiones polares, por ejemplo, donde el aire situado cerca del suelo es más frío que el de las capas más altas, una onda de sonido ascendente que entra en la región más caliente, donde el sonido avanza a más velocidad, se desvía hacia abajo por la refracción. La excelente recepción del sonido a favor del viento y la mala recepción en contra del viento también se deben a la refracción. La velocidad del aire suele ser mayor en las alturas que cerca del suelo; una onda de sonido ascendente que avanza a favor del viento se desvía hacia el suelo, mientras que una onda similar que se mueve en contra del viento se desvía hacia arriba, por encima de la persona que escucha.	De acuerdo con la física clásica existen diferencias entre onda y partícula. Una partícula ocupa un lugar en el espacio y tiene masa mientras que una onda se extiende en el espacio caracterizándose por tener una velocidad definida y masa nula.
Equipo 6.	Se extienden en el espacio.	Una partícula ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.