1.01(a) vibracion y sonido

7/23/2019 1.01(a) Vibracion y Sonido

1/48

VIBRACIONES Y SONIDO


2/48

OBJETIVOS

1. Observar crticamente fenmenos cotidianos asociados

al sonido; comprenderlos sobre la base de conceptos fsicos yrelaciones matemticas elementales.

2. Apreciar la importancia de formular hiptesis en la bsqueda deuna explicacin a los fenmenos que se observan.

3. Reconocen que el comportamiento de objetos muy diversos(cuerdas,lminas, aire en cavidades, los diferentes instru-mentos musicales) puede tener un origen comn (la vibracin).

4. Manejan magnitudes bsicas utilizando relaciones matem-ticas

elementales para obtener, ya sea sus rdenes de magnitud endeterminadas circunstancias, o sus valores exactos (porejemplo, relacin entre velocidad, frecuencia y longitud deonda).

NM1


3/48

Varillas

NO TODAS LAS VIBRACIONES PRODUCEN SONIDO

pero


4/48

VIBRACIONES Y SONIDO

NM1

VIBRACIN

Movimiento en un sentido y otro,respecto de su posicin de equilibrio,

de un cuerpo que posee energa


5/48


6/48


7/48


8/48

EL SONIDO

PARA QUE SE PRESENTE EL FENMENO

DEL SONIDO DEBEN EXISTIR LOS 3ELEMENTOS SIGUIENTES:

OBJETO

VIBRANTE RECEPTORMedio de propagacin

debe ser

Materialelstico El odo

TIPOS:

Cuerdas

Lminas

Cavidades

Varillas

NM1


9/48

EL SONIDO

TODO SONIDO SE ORIGINA EN UNCUERPO QUE VIBRA

OBJETOVIBRANTE

T I P O S

CUERDAS

LMINAS

CAVIDADES

VARILLAS

Se le llama

NM1


10/48


11/48


12/48


13/48


14/48

VIBRACIN U OSCILACIN

MOVIMIENTOPERIDICO QUEREALIZA UN CUERPOOUN MEDIO (OPARTEDEL MISMO) AL DESPLAZARSEENUN SENTIDOY EN EL CONTRARIOALREDEDORDEUNAPOSICIN DEEQUILIBRIO

Ej.: EL PNDULO : UNAVEZ QUE SE LE SEPARA

DE SU POSICIN DEEQUILIBRIO Y SE LESUELTA REALIZA UNMOVIMIENTO DEOSCILACIN ENTRE DOS

PUNTOS, PASANDO PORLA POSICIN DEEQUILIBRIO EN UNSENTIDO Y EN OTRO

NM1


15/48

OSCILACIONES

EL PNDULO SIMPLE

P

O

O: POSICIN DE EQUILIBRIO

P:POSICIN DE MXIMOALEJAMIENTO A LA POS.DE EQUILIBRIO

A:AMPLITUD

P

A

UNA OSCILACIN: Desde P a P y vuelta a PNM1


16/48

VARIABLES RELEVANTES

AMPLITUD ( A ): Distancia entre la posicin deequilibrio y la posicin mximoalejamiento a ella.

PERODO ( T ): Tiempo empleado en un ciclo(vibracin, oscilacin,etc.)

Se mide en (s)

FRECUENCIA (f): Nmero de ciclos en cadaunidad de tiempo.

Se mide en (Hz)

NM1


17/48

UNIDADES DE FRECUENCIA

En el S.I.:1(Hz) = 1(ciclo/s)

Otras:1(KHz) = 1.000 (Hz)

1(MHz) = 1.000 (KHz) = 1.000.000 (Hz)

NM1

Enalgunos casos: r.p.m. = RPM = Revolucionesporminuto


18/48

RELACIONES ENTRE VARIABLES

Entre AMPLITUD Y FRECUENCIA: NINGUNA !

EntrePERODO Y FRECUENCIA:

T = 1/f y f = 1/T

Existe alguna Proporcionalidad entre PERODOY FRECUENCIA?

NM1


19/48

RELACIN ENTRE PERODO Y FRECUENCIA

Considerando:T = 1/f y f = 1/T

Complete las siguientes Tablas de Valores yGrafique:

NM1

f

(Hz) T(s)12

4

5

6

10

T(s)f

(Hz)1

2

4

5

6

10


20/48

NM1

DeterminarFrecuencia y Perodoencadaunade lassiguientes

situaciones:

a) Undiscoda 480 vueltasen 2 minutos.

b) Un pndulorealiza 90 oscilacionesen minutoc) Lasaspasdeun ventiladordan 360 vueltasen 1 minuto

Qu ocurre con la Frecuencia si el Perodo:a) Disminuye a la cuarta parte?

b) Aumenta a 10 veces su valor?c) Disminuye a la mitad?d) Se cuadruplica?

Paracierta frecuencia,el perododeunarueda quegiraes0,4 (s).

Qu valor tomar si la frecuencia:a) Se duplica?b) Disminuye a la mitad?c) Se cuadruplica?d) Disminuye a la 5parte?


21/48

ENCONSECUENCIA:

PERODO Y FRECUENCIA son INVERSAMENTEPROPORCIONALES:

si aumenta la frecuencia disminuye elperodo.

si aumenta elperodo disminuye lafrecuencia

NM1

RELACIN ENTRE PERODO Y FRECUENCIA


22/48

CLASIFICACIN DE VIBRACIONES SEGN FRECUENCIA

VIBRACIONES

INFRASONIDO SONIDO ULTRASONIDO

si si si

f 20(KHz)

20(Hz)> f


23/48

SONIDOS

VIBRACIONESDE FRECUENCIASENTRE 20 (Hz)

Y 20.000 (Hz)

LAS QUE SON PERCIBIDAS POR

EL ODO HUMANO

NM1


24/48

LOS ULTRASONIDOS

VIBRACIONESDE MS DE20.000 (Hz)

NO PERCIBIDAS POREL ODO HUMANO

NM1


25/48

LOS ULTRASONIDOS EN LA NATURALEZA

DelfinesyBallenas

NM1

Murcilagos


26/48

APLICACIONES TECNOLGICAS DE LOS ULTRASONIDOS

El sonar

NM1

ElEcgrafo


27/48

CUALIDADES DEL SONIDO

ALTURAO

TONOINTENSIDAD TIMBRE

depende de depende de depende de

FRECUENCIA AMPLITUDCOMPOSICIN

DE SONIDOS

NM1


28/48

CLASIFICACIN DE LOS SONIDOS

Segn la FRECUENCIA:

Sonidos GRAVES(bajos)

< f > f

Sonidos AGUDOS(altos)

Segn la AMPLITUD:

< A > A

Sonidos DBILES

(suaves)

Sonidos INTENSOS(fuertes)

NM1


29/48

CLASIFICACION DE VOCES HUMANAS


30/48

INTENSIDADDELSONIDO

Caracterstica del sonido por lacualelododistingue

sonidos intensos ysonidosdbiles, o qu tancercaolejosest lafuentesonora.

INTENSIDAD

FSICA

INTENSIDAD

AUDITIVAE

NM1


31/48

INTENSIDAD FISICA

Cantidad de energa transportada por el sonido en

la unidad de tiempo

Potencia del sonido por unidad de superficie

UNIDAD: 1(W/m2)

( * ) La energa que transporta la onda esproporcional al cuadrado de la Amplitudde la vibracin

NM1


32/48

INTENSIDADAUDITIVA

Sensacin percibida por nuestro odoque depende de la Intensidad Fsica y

de otros factores, como la distancia a lafuente sonora.

UNIDAD DEL NIVEL DE INTENSIDAD:

decibel (dB) *

NM1

(*) EN HONOR A GRAHAM BELL (1847 1922):INVENTOR DEL TELEFONO


33/48

NIVELDEINTENSIDAD

Si se aumenta de: La Intensidad Auditiva es:

10(dB) a 20(dB) (102) 100 veces mayor

10(dB) a 30(dB) (103) 1000 veces mayor10(dB) a 40(dB) ? veces mayor

10(dB) a 50(dB) ? veces mayor

SE MIDECONUN

SONMETRO

NM1


34/48

INTENSIDADAUDITIVA

ELNIVELDEINTENSIDAD

SONMETRO

se mide con disminuye con

para odo humano

0(dB) 120(dB)

Cuadradodedistancia a la fuente

NM1


35/48

ALGUNOS VALORESDEINTENSIDAD

130 dB

100 dB

80 dB

60 dB

40 dB

20 dB

0 dB Umbral de sensacin sonora

Murmullos

Conversacin normal

Calle con mucho trfico

Radio a alto volumen

Fbrica ruidosa

Concierto Rock

UMBRALDESENSACINDOLOROSA

Aula vaca

Hogar tranquilo


36/48

EFECTO DE ALTO NIVEL DE INTENSIDAD:CONTAMINACIN ACSTICA

NM1

QU CONSECUENCIAS IMPORTANTES TIENELA CONTAMINACION ACSTICA EN LA SALUD

FSICA Y MENTAL DE LAS PERSONAS?

INVESTIGUE !


37/48

APLICACIONES DE LOS TIPOS DE OBJETOS VIBRANTES

LOSINSTRUMENTOS

MUSICALES

NM1


38/48

INSTRUMENTOS DE CUERDAS

De qu factores depende el sonido producidopor las cuerdas al ponerlas en vibracin?


39/48

EJEMPLOS DE CUERDAS VIBRANTES


40/48


41/48


42/48

EJEMPLOS DE CAVIDADES VIBRANTES

NM1


43/48

LMINAS VIBRANTES


44/48


45/48

EJEMPLOS DE LMINAS VIBRANTES



46/48


NM1

S S


47/48

VARILLAS VIBRANTES

EJEMPLOS DE VARILLAS VIBRANTES


48/48

EJEMPLOS DE VARILLAS VIBRANTES

1.01(a) vibracion y sonido

Documents