ONDAS SONORAS: BACHILLERATO

ONDAS SONORAS ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

a) Un diapasón vibrando perturba el aire, produciendo regiones alternadas de alta-presión (condensación) y regiones de baja-presión (rarefacción), las cuales forman las ondas sonoras. (b) Después de ser recibidas por un micrófono, las variaciones de presión son convertidas en una señal eléctrica. Cuando estas señales se presentan en un osciloscopio, el frente de onda sinusoidal es evidente. 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

[object Object],[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Speed of Sound ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL Medium Speed (m/s) Air 343 Helium 972 Water 1500 Steel 5600

Helium ACTs ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Velocity ACT ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL V 1 =965m/s V 0 =343m/s

Frequency ACT ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],Time between wave peaks does not change! 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL f 1 f 0

Wavelength ACT ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL  0  1  = v / f

ONDAS ESFERICAS ,[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

REPRESENTACION DE LAS ONDAS ,[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Los frente de onda relativamente alejados de la fuente se pueden considerar como frente de ondas planos. 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Espectro de frecuencias del sonido La región audible del sonido para el oído se encuentra entre 20 Hz y 20 kHz. Por debajo es la región infrasónica, y por sobre es la región ultrasónica. 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Uso del Ultrasonido El ultrasonido generado por transductores, el que convierte oscilaciones eléctricas en vibraciones mecánicas y viceversa, es transmitido a través del tejido y reflejado de las estructuras internas. 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Anatomía del oído humano El oído convierte la variación de presión en el aire en impulsos eléctricos nerviosos que son interpretados por el cerebro como sonido 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Intensidad del Sonido ,[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Intensidad de una fuente puntual La energía emitida desde una fuente puntual se esparce de manera uniforme en todas direcciones. La intensidad es la potencia dividida por el área, I = P/A = P/4 π R 2 , donde el área es el de una superficie esférica. La intensidad disminuye con la distancia desde la fuente en 1/R 2 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Varias intensidades de sonido ,[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

La escala del sonido (El decibel como nivel de intensidad) ,[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

I o es el umbral de audibilidad: I o = 1.0x10 -12 W/m 2 ,[object Object],[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Log 10 Review ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],19 “ the decibel conversion” 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Niveles de intensidad del sonido y la escala de Decibeles 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Intensity and Loudness ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Decibels ACT ,[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Decibels ACT ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],22 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Intensity Preflight Suppose you are standing a distance D away from a speaker that is radiating sound in a spherically uniform way. You walk away from the speaker until the loudness of the sound is reduced by a factor of two. About how far from the speaker are you now? (neglect any reflections from the ground) 1. 10D 2. 4D 3. 3D 4. 2D 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Speaker radiating power P Changing I by 10 will change loudness by 2 We want I 1 /I 2 = 10 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL I 1 = P/(4  D 1 2 ) D 1 I 2 = P/(4  D 2 2 ) D 2

Intensity ACT ,[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Intensity ACT ,[object Object],[object Object],Area goes as d 2 so if you are ½ the distance the intensity will increase by a factor of 4 27 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL Speaker radiating power P I 1 = P/(4  D 1 2 ) D 1 I 2 = P/(4  D 2 2 ) D 2

El nivel de intensidad de conversación a 1 m de distancia es de 60 dB 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Curvas de respuesta de frecuencia ,[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Cuerdas Vibratorias y Columnas de Aire Frecuencias naturales de oscilación de una cuerda tensa 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Standing Waves in Pipes ,[object Object],[object Object],[object Object],Open at one end: Pressure AntiNode at open end :  = 4 L / n, n => odd 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

[object Object],V= velocidad del sonido en el aire 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

[object Object],V = velocidad del sonido en el aire n = 1, 3, 5, 7, …… 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Organ Pipe Example ,[object Object],L=0.9 m 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Organ Pipe Example ,[object Object],Pressure Node at each end.  = 2 L / n n=1,2,3..  = L for first harmonic (n=2) f = v /  v = f  = (382 s -1 ) (0.9 m) = 343 m/s 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Resonance ACT ,[object Object],[object Object],f = v/  19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Constructive interference Destructive interference Interference and Superposition 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Interferencia de ondas sonoras ,[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

 d sen  d Interferencia Constructiva d sen  = m λ d sen  = (m+1/2) λ Interferencia destructiva 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Las pulsaciones se presentan cuando dos fuentes sonoras, de ligera diferencia de frecuencia interfieren entre sí. Pulsaciones 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Superposition & Interference ,[object Object],[object Object],[object Object],A(  1 t) B(  2 t) C(t) = A(t) + B(t) 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL CONSTRUCTIVE INTERFERENCE DESTRUCTIVE INTERFERENCE

Beats ,[object Object],[object Object],[object Object],where and cos(  L t) 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Preflight 1 ,[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

El efecto Doppler ,[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

[object Object],[object Object],[object Object],Doppler Effect moving observer (v o ) ,[object Object],[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

[object Object],[object Object],Doppler Effect moving source v s ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

¿Cuál sería la expresión para la frecuencia percibida por el “observador” si tanto la fuente como el observador se encuentran en movimiento? ¿Podría determinar la velocidad con que se mueve el vehiculo? 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Doppler Effect ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

Doppler ACT ,[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL v s f v o f’ v

Ondas de Choque y estampido Sónico ,[object Object],[object Object],19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

La velocidad de la fuente y la velocidad del sonido 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

[object Object],El sonido no se escucha hasta que la fuente pasa sobre el observador, luego aparece el estampido supersónico, las ondas de la proa y la popa prácticamente se superponen de manera totalmente constructiva. 19 de jun de 2010 FLORENCIO PINELA - ESPOL

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