acustica para wiki
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Materia: Física
Actividad 4: "Observando mí alrededor"
Tema: Acústica
Integrantes:
[email protected] Giseh Flores Gutiérrez
[email protected] Carlos Enrique Muñoz Brambila
[email protected] Leonel Andres Ortega(R)
[email protected] Ma. Eugenia González Negrete
[email protected] Paola Yail Sánchez Castañeda
[email protected] Fabiola Vega Pérez
INDICE.
Índice. 1. Concepto General. 2. Velocidad de propagación.3. Tono. 4. Difracción del sonido. 5. Periodo.6. Frecuencia. 7. Onda. 8. Longitud de onda. 9. Ondas progresivas y estacionarias. 10. Fenómenos relacionados con la reflexión.
10.1. Las ondas estacionarias. 10.2. El eco. 10.3. La reverberación.
11. Absorción. .11.1. Coeficiente de absorción.11.2. La frecuencia critica.
12. Tipos de materiales.13. Fenómeno acústico en el desarrollo tecnológico.14. Fenómeno acústico y su uso cotidiano.15. Experimento en el que se muestra un principio
Físico de la acústica.16. Ejemplos.
17. Ejemplo de experimento realizado.18. Conclusión.19. Referencias.
Febrero 2013
1. Concepto general.
Acústica es una rama de la física interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondas mecánicas que se propagan a través de la materia (tanto sólida como líquida o gaseosa) (no pueden propagarse en el vacío) por medio de modelos físicos y matemáticos. A efectos prácticos, la acústica estudia la producción, transmisión, almacenamiento, percepción o reproducción del sonido. La ingeniería acústica es la rama de la ingeniería que trata de las aplicaciones tecnológicas de la acústica. La acústica física es la parte de la ciencia que estudia los fenómenos de vibración considerando su origen, su propagación y sus efectos.
2. Velocidad de propagación.
Cada vez que una perturbación aislada o periódica existe en el aire y alcanza el oído (dentro de ciertos límites), se percibe un sonido. Para que este fenómeno suceda es necesario que exista además un medio material, que permita su propagación. La transmisión del sonido no es instantánea, existe un retraso de la percepción del fenómeno en función de la distancia. A mayor distancia mayor retardo, esto determina que la velocidad de propagación es finita.
Sustancia m/seg Pies/segAire 332 1088Oxigeno 317 1041Hidrogeno 1270 4165Agua 1432 4700Hierro 5000 16400
Tabla 1. Velocidad del sonido a 0°C
3. Tono.
Existen distintos tipos de sonidos, una posible distinción es la que realizamos entre graves, medios, agudos; esa característica del sonido la llamamos tono o altura del sonido y se asocia a las características musicales del mismo.La velocidad de propagación (c) es independiente del tono o altura del sonido considerado.
4. Difracción del sonido.
Al propagarse el sonido en medio como el aire, no se producen zonas de sombra bien definidas, como en el caso de la luz.
5. Periodo.
Se llama periodo (T) al tiempo que tarda la partícula en volver a su posición y dirección de velocidad inicial, siendo el proceso que se desarrolla en un periodo lo que se denomina ciclo.
6. Frecuencia.
La forma de propagación de una onda sonora constituye un fenómeno periódico cuya frecuencia (f) se define a partir del número de veces que dicho fenómeno se repite en una unidad de tiempo, es decir el número de ciclos por unidad de tiempo.
7. Onda.
Los sonidos más comunes están constituidos por perturbaciones repetitivas a intervalos regulares de tiempo, a las que llamamos ondas.La onda es una perturbación repetida en el tiempo, es decir es un fenómeno repetitivo, que transporta energía de un punto del espacio a otro, sin desplazamiento neto de materia.
8. Longitud de onda.
La distancia de dos compresiones o depresiones máximas consecutivas del medio a través del cual se propaga la onda es lo que llamamos longitud de onda.
9. Ondas progresivas y estacionarias.
Se llama onda progresiva a las que van avanzando progresivamente, estando en fase todos los puntos separados una distancia igual a la longitud de onda.Cuando se tienen dos ondas de igual frecuencia desplazándose en la misma dirección pero sentido contrario, se genera una onda estacionaria con puntos que no se mueven y otros incrementan su movimiento.Se denomina vientre al intervalo donde la amplitud resulta variable, siendo los nodos aquellos puntos fijos de amplitud nula.
10. Fenómenos relacionados con la reflexión.
Se refiere al fenómeno por el cual una onda se absorbe o refleja.
10.1. Las ondas estacionarias.
Una onda estacionaria se produce por la suma de una onda y su onda reflejada sobre un mismo eje. Dependiendo como coincidan las fases de la onda incidente y de la reflejada, se producirá una modificaciones del sonido (aumenta la amplitud o disminuye), por lo que se pueden el sonido resultante puede resultar desagradable. En determinadas circunstancias, la onda estacionaria puede hacer que la sala entre en resonancia.
10.2. El eco.
La señal acústica original se ha extinguido, pero aún nos es devuelto sonido en forma de onda reflejada. El eco se explica porque la onda reflejada nos llega en un tiempo superior al de la persistencia acústica.
10.3. La reverberación.
Se produce reverberación cuando las ondas reflejadas llegan al oyente antes de la extinción de la onda directa, es decir, en un tiempo menor que el de persistencia acústica del oído.
11. Absorción.
Cuando una onda sonora alcanza una superficie, una parte de su energía se refleja, pero un porcentaje de ésta es absorbida por el nuevo medio.
Cuando una onda sonora alcanza una superficie, la mayor parte de su energía se refleja, pero un porcentaje de ésta es absorbida por el nuevo medio. Todos los medios absorben un porcentaje de energía que propagan, ninguno es completamente opaco.
11.1. El coeficiente de absorción.
Indica la cantidad de sonido que absorbe una superficie en relación con el incidente.
11.2. La frecuencia crítica.
Es la frecuencia a partir de la cual una pared rígida empieza a absorber parte de la energía de las ondas incidentes.
12. Tipos de materiales en cuanto a su absorción.
a. Materiales resonantes, que presentan la máxima absorción a una frecuencia determinada: la propia frecuencia del material.
b. Materiales porosos, que absorben más sonido a medida de que aumenta la frecuencia. Es decir, absorben con mayor eficacia las altas frecuencias (los agudos). Por ejemplo: la espuma acústica.
c. Absorbentes en forma de panel o membrana absorben con mayor eficacia las bajas frecuencias (los graves), que las altas.
d. Absorbente Helmholtz Es un tipo de absorbente creado artificialmente que elimina específicamente unas determinadas frecuencias.
13. Fenómeno acústico en el desarrollo tecnológico.
La ejecución de proyectos acústicos en todos los campos relacionados incluye el desarrollo de nuevos productos y sistemas constructivos en el sector de la edificación, investigación de soluciones para la reducción del ruido ambiental, investigación de soluciones específicas para ruido industrial y diseño de equipos electroacústicos y las herramientas necesarias para el control del ruido.
Algunos ejemplos de productos de desarrollo son los servicios tecnológicos en el control y evaluación del ruido ambiental, como el diseño de metodologías para estudios y simulaciones acústicas, el diseño de redes de control del ruido
ambiental, la elaboración de mapas estratégicos de ruido, estudios de impacto acústico.etc.
Hoy en día se estudia e interviene en el acondicionamiento acústico de recintos.
Se elaboran proyectos de predicción de ruidos y acondicionamiento acústico de
Interiores.
14. Fenómeno acústico y su uso cotidiano.
El sonido es la vibración de un medio elástico, bien sea gaseoso, líquido o sólido. Cuando nos referimos al sonido audible por el oído humano, estamos hablando de la sensación detectada por nuestro oído, que producen las rápidas variaciones de presión en el aire por encima y por debajo de un valor estático. Este valor estático nos lo da la presión atmosférica (alrededor de 100.000 pascals) el cual tiene unas variaciones pequeñas y de forma muy lenta, tal y como se puede comprobar en un barómetro. ¿Cómo son de pequeñas y de rápidas las variaciones de presión que causan el sonido? Cuando las rápidas variaciones de presión se centran entre 20 y 20.000 veces por segundo (igual a una frecuencia de20 Hz a 20 KHz.) el sonido es potencialmente audible aunque las variaciones de presión puedan ser a veces tan pequeñas como la millonésima parte de un pascal. Los sonidos muy fuertes son causados por grandes variaciones de presión, por ejemplo una variación de 1pascal se oiría como un sonido muy fuerte, siempre y cuando la mayoría de la energía de dicho sonido estuviera contenida en las frecuencias medias (1kHz? - 4 KHz) que es donde el oído humano es más sensitivo. El sonido lo puede producir diferentes fuentes, desde una persona hablando hasta un altavoz, que es una membrana móvil que comprime el aire generado ondas sonoras. Los objetos vibrantes tales como la cuerda de un instrumento musical excitada, un diapasón, el vidrio de una ventana expuesto al efecto de tránsito intenso, manifiesta la existencia del sonido.La acústica considera el sonido como una vibración que se propaga generalmente en el aire a una velocidad de 343 m/s (aproximadamente 1 km cada 3 segundos), ó 1235 km/h en condiciones normales de presión y temperatura (1 atm y 20 °C).
Tomando en consideración lo anterior se define al "ruido" como: “Todo sonido que cause molestias, interfiera con el sueño, trabajo o descanso o que lesione o dañe física o psicológicamente al individuo, la flora y la fauna”. (Reglamento Municipal para el Control de la Calidad Ambiental en León, Guanajuato.)
Por lo que la generación de ruido esta normado y reglamentado, estableciendo sus parámetros de medición en la Norma Oficial Mexica NOM-O81-SEMARNAT-1994, que establece los límites máximos permisibles de emisión de ruido de las fuentes fijas y su método de medición, expedida por la Secretaria de Medio Ambiente y Recursos Naturales y es aplicable en la República Mexicana.
Considerando como nivel máximo permisible 68 dB A (decibeles ponderación tipo A) de 6:00 a 22:00 horas y 65 dB A de 22:00 a 6:00 horas.
15. Experimento en el que se muestra un principio físico de la acústica.
Utilizando un sonómetro, que es un aparto normalizado que comprende un micrófono, un amplificador, redes de ponderación y un indicador de nivel, mismo que es utilizado para llevar a cabo las mediciones de la fuente emisora de ruido. Donde el nivel sonoro, es el de presión acústica ponderada por una red normalizada de sonoridad, es decir el nivel de presión acústica ponderado por una curva que se mide en Decibles (dB). El nivel de ruido que genera la fuente fija es medida obteniendo su nivel sonoro en ponderación “A”, expresado en dB(A). A grandes rasgos, en un estudio de sonometría se deben tomar 35 lecturas de fuente por 35 lecturas de fondo determinado aleatoriamente cinco puntos de la fuente identificándolos con letras A, B,C, D, E y cinco puntos aleatorios de fondo, identificándolos con números romanos I, II, III, IV, V. A una altura del piso no inferior a 1.2m, 1.20 y a una distancia aproximada .30cm. de fuente generadora de ruido. Los datos obtenidos con el sonómetros son sometidos a una ser de ecuaciones algebraicas, la cual arrojara el nivel de ruido generado por la fuente contaminante, determinado si está dentro o fuera de los parámetros permisibles de emisión de ruido establecidos en la norma.
16. Ejemplos.
Aplicación del tema en el ámbito del desarrollo tecnológico.
Existen diversos materiales aislantes del ruido que van desde los más sofisticados como pueden ser impermeabilizantes, pinturas, adhesivos, muros prefabricados, etc. Hasta el más económico como es la colocación de cartones de embalaje del huevo en las paredes.
Aplicación de uso cotidiano.
Dentro de mi área de trabajo se atiende la denuncia ciudadana, siendo el ruido uno de los principales problemas que se atienden, generando por fuentes fijas.
Explicación de un experimento en el que se muestre un principio físico del tema.
Los instrumentos musicales acústicos por ejemplo, al agregar mayor o menor intensidad de aire van a generar un sonido distinto.
17. Ejemplo de un experimento realizado.
Para medir la velocidad del sonido, dos grupos de estudiantes se proveen de cuetes de señales y de cronómetros, un grupo se aleja dos kilómetros en línea recta, este grupo dispara el cohete, y el primer grupo observa el tiempo transcurrido entre el momento en el que se ve el fogonazo del cohete que explota
y el momento en que se escucha el sonido. La distancia dividida por el tiempo, da la velocidad del sonido. Después se repite el experimento, pero ahora el primer grupo de estudiantes es el que dispara el cohete y el segundo realiza las mediciones, se promedian los dos valores y de esta forma se reduce el error, pues el viento que sopla de un grupo a otro, ende a aumentar la velocidad en un sentido y a disminuirla en el otro.
18. Conclusión.
En conclusión, la rama de la física interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido llamada "acústica", y que es materia de nuestro estudio a resultado de suma importancia para nuestro tiempo. En la mayoría de las aplicaciones de ingeniería de audio, el objetivo es conseguir una señal lo más fiel posible, de alta calidad, y no en vano todo sistema de audio comercial está pensado para personas con audición normal. Por ejemplo, un sistema de grabación y reproducción, el objetivo es que la señal reproducida sea los más parecida posible a la señal original registrada. Sin embargo, cuando pretendemos corregir una pérdida auditiva, nos enfrentamos a un sistema auditivo dañado. Existen suficientes evidencias experimentales de que el sistema auditivo es un "sistema no lineal (sino ondulatorio)", variante e incluso podría decirse que es no causal, ya que existen fenómenos como tinnitus o acúfenos, que producen una percepción acústica en ausencia de estímulos externos.
Tomemos en cuenta también que en el ámbito de la comunicación sonora, se define como ruido todo sonido no deseado que interfiere en la comunicación entre las personas o en sus actividades.
19. Referencias.
Reglamento Municipal para el Control de la Calidad Ambiental en León, Guanajuato Norma Oficial Mexicana NOM-081-Semarnat-1994.
https://www.google.com.mx/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&ved=0CDEQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.aguascalientes.gob.mx%2Fproespa%2Fpdf%2FNOM-SEMARNAT-081%2520RUIDO.pdf&ei=mCAQUd70CMHhrAG7vIHwAQ&usg=AFQjCNEA9rROn0kugFTEruwraK0MRtC8YQ?&sig2=my7ZABN9jf72Z6S-hnaGMA&bvm=bv.41867550,d.aWM
http://www.farq.edu.uy/joomla/images/stories/acustico/01%20ACUSTICA%20FISICA%20(1).pdf
http://www.fceia.unr.edu.ar/acustica/audio/acustica.pdf
http://www.sistemasynkro.com/centro_tecnologico_acustica.aspx