Grado 10
  1. Mecánica  1.1. Dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. Desplazamiento y Distancia  1.1.4. Velocidad y Rapidez  1.1.5. Aceleración  1.1.6. Representación gráfica del movimiento  1.1.7. Ecuaciones de movimiento  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Movimiento de un proyectil  1.1.10. Velocidad relativa  1.2. Dinámica  1.2.1. Leyes del movimiento de Newton  1.2.2. Inercia y masa  1.2.3. Fuerza y sus tipos  1.2.4. fuerza de acción y reacción  1.2.5. La fricción y sus efectos  1.2.6. Coefficient of friction  1.2.7. Movimiento circular  1.2.8. Fuerza centrípeta y aceleración centrípeta  1.2.9. Momentum e Impulso  1.2.10. Conservación del momento  1.2.11. Tercera ley de Newton y aplicaciones  1.3. Trabajo, Energía y Potencia  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial  1.3.5. Energía mecánica  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.3.8. Fuentes de energía renovables y no renovables  1.4. Fuerza gravitacional  1.4.1. La ley de gravitación universal de Newton  1.4.2. Campo gravitacional y fuerza del campo  1.4.3. Aceleración debida a la gravedad en diferentes planetas  1.4.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.4.5. Órbitas y satélites  1.4.6. Peso y peso aparente  1.4.7. Energía potencial gravitacional
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólido, líquido y gas  2.1.2. Estructura molecular de la materia  2.1.3. Fuerzas intermoleculares  2.1.4. Plasma y condensado de Bose–Einstein  2.2. Presión  2.2.1. Definición de Presión  2.2.2. Presión en líquidos  2.2.3. Presión atmosférica  2.2.4. Principio de Pascal  2.2.5. El principio de Arquímedes y la flotabilidad  2.2.6. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Elasticidad  2.3.1. La ley de Hooke  2.3.2. Tensión y deformación  2.3.3. Límite elástico y módulo de elasticidad  2.3.4. Aplicaciones de la elasticidad
  3. Física térmica  3.1. calor y temperatura  3.1.1. Diferencia entre calor y temperatura  3.1.2. Escala de temperatura  3.1.3. Dilatación térmica  3.1.4. Equilibrio térmico  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conductividad  3.2.2. Convección  3.2.3. Radiación  3.2.4. Aislamiento y sus aplicaciones  3.3. Propiedades térmicas de la materia  3.3.1. Capacidad calorífica específica  3.3.2. Calor latente y cambio de fase  3.3.3. Punto de ebullición y punto de fusión  3.3.4. Motores térmicos y refrigeración  3.4. Leyes de la Termodinámica  3.4.1. Ley cero de la termodinámica  3.4.2. Primera ley de la termodinámica  3.4.3. Segunda ley de la termodinámica  3.4.4. Ciclo de Carnot
  4. Ondas y óptica  4.1. Nature and properties of waves  4.1.1. Tipos de ondas en la naturaleza y propiedades de las ondas  4.1.2. Olas transversales y longitudinales  4.1.3. Parámetros de las ondas  4.1.4. Reflexión y refracción de ondas  4.1.5. Superposición e Interferencia  4.1.6. Ondas estacionarias y resonancia  4.1.7. Efecto Doppler  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Características de las ondas sonoras  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Aplicaciones de las ondas sonoras  4.2.4. Ultrasonido y sus usos  4.3. Ondas de Luz y Óptica  4.3.1. Naturaleza de la luz  4.3.2. Reflexión de la luz  4.3.3. Leyes de la reflexión  4.3.4. Espejos y Formación de Imágenes  4.3.5. Refracción de la luz  4.3.6. La Ley de Snell  4.3.7. Lentes y Formación de Imágenes  4.3.8. Reflexión interna total y ángulo crítico  4.3.9. Fibra óptica  4.4. Instrumentos Ópticos  4.4.1. Microscopio  4.4.2. Telescopio  4.4.3. Ojo humano y defectos de visión  4.4.4. Cámara y su principio de funcionamiento
  5. Electricidad y Magnetismo  5.1. Electrostática  5.1.1. Carga eléctrica y sus propiedades  5.1.2. Conductores e Aislantes  5.1.3. La ley de Coulomb  5.1.4. Campo eléctrico y líneas de campo  5.1.5. Potencial eléctrico y diferencia de potencial  5.1.6. Capacitores y Capacitancia  5.2. Electricidad Actual  5.2.1. Corriente eléctrica y su medición  5.2.2. La ley de Ohm  5.2.3. Resistencia y resistividad  5.2.4. Circuitos en Serie y en Paralelo  5.2.5. Energía y potencia eléctricas  5.2.6. Leyes de Kirchhoff  5.3. Magnetismo y Electromagnetismo  5.3.1. Campo magnético y líneas de campo  5.3.2. Efectos magnéticos de la corriente eléctrica  5.3.3. Inducción electromagnética  5.3.4. Leyes de Faraday de la inducción electromagnética  5.3.5. Transformadores y Aplicaciones  5.3.6. Corriente AC y DC
  6. Física Moderna  6.1. Física nuclear  6.1.1. Estructura del átomo  6.1.2. Modelo atómico de Bohr  6.1.3. Niveles de Energía del Electrón  6.1.4. Rayos X y aplicaciones  6.2. Radiactividad  6.2.1. Tipos de radiación  6.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  6.2.3. Reacciones nucleares y aplicaciones  6.2.4. Fisión y Fusión  6.3. Física cuántica  6.3.1. Dualidad onda-partícula  6.3.2. Efecto fotoeléctrico  6.3.3. Cuantización de la energía  6.3.4. El principio de incertidumbre de Heisenberg
  7. Electrónica y Comunicación  7.1. Semiconductores  7.1.1. Conductores, aislantes y semiconductores  7.1.2. Diodos y sus aplicaciones  7.1.3. Transistores y Puertas Lógicas  7.1.4. LEDs y fotodiodos  7.2. Sistemas de Comunicación  7.2.1. Fundamentos de la comunicación  7.2.2. Señales analógicas y digitales  7.2.3. Comunicación inalámbrica y fibra óptica  7.2.4. Ondas de radio y modulación

Grado 10 → Ondas y óptica → Ondas sonoras ↓


Características de las ondas sonoras


Las ondas sonoras son fenómenos fascinantes que juegan un papel vital en cómo experimentamos el mundo. Son un tipo de onda mecánica que ocurre cuando una fuente vibrante crea perturbaciones en un medio como el aire, el agua o un sólido. Estas perturbaciones viajan a través del medio como ondas y luego son interpretadas por nuestros oídos y cerebro como sonido. En esta lección, exploraremos las diversas características de las ondas sonoras, incluyendo su frecuencia, longitud de onda, amplitud, velocidad y más.

Frecuencia y tono

Una de las características principales de las ondas sonoras es la frecuencia. La frecuencia se refiere al número de ciclos de onda que pasan por un punto en un período de tiempo dado, generalmente medido en hercios (Hz), donde un hertz es igual a un ciclo por segundo. La frecuencia de una onda sonora está directamente relacionada con el tono del sonido. Las ondas de alta frecuencia producen sonidos agudos, mientras que las ondas de baja frecuencia producen sonidos graves.

Por ejemplo, imagina una flauta y un bajo. La flauta produce ondas de alta frecuencia, lo que resulta en un sonido agudo. En contraste, el bajo produce ondas de baja frecuencia, lo que resulta en un sonido grave. Diferentes instrumentos musicales producen sonidos de diferentes frecuencias, lo que nos permite percibir una gama de tonos.

baja frecuencia alta frecuencia

Longitud de onda

La longitud de onda es la distancia entre crestas sucesivas (o valles) de una onda. Generalmente está representada por la letra griega lambda (λ) y suele medirse en metros. La relación entre frecuencia (f) y longitud de onda (λ) puede expresarse mediante la siguiente fórmula:

λ = v / f

Aquí, v es la velocidad del sonido en el medio dado. A partir de esta fórmula, se puede ver que la longitud de onda es inversamente proporcional a la frecuencia; a medida que aumenta la frecuencia, la longitud de onda disminuye.

Amplitud e intensidad del sonido

La amplitud de una onda sonora se refiere a la altura del pico de la onda o la profundidad del valle desde su posición de reposo. Es una medida de cuánta energía lleva la onda. Cuanto mayor es la amplitud, más fuerte se escucha el sonido por nuestros oídos, y viceversa.

Por ejemplo, un susurro tiene una amplitud menor que un grito. Es por eso que un grito suena más fuerte que un susurro.

Velocidad del sonido

La velocidad del sonido es otra característica importante. Depende del medio a través del cual viaja la onda sonora. En aire seco a 20°C, la velocidad del sonido es de aproximadamente 343 metros por segundo (m/s). La velocidad del sonido en sólidos y líquidos es más rápida que en gases porque las partículas en sólidos y líquidos están más juntas, lo que hace que la onda se propague más rápidamente.

Por ejemplo, el sonido viaja más rápido a través del agua que del aire. Es por eso que los sonidos bajo el agua llegan a tus oídos más rápidamente que los sonidos que viajan por el aire.

Intensidad del sonido y decibelios

La intensidad del sonido es la potencia sonora por unidad de área. La unidad para medir la intensidad del sonido es el decibelio (dB). La escala de decibelios es logarítmica, lo que significa que un aumento de 10 dB representa un aumento de diez veces en la intensidad del sonido.

Por ejemplo, una conversación normal puede tener una intensidad de alrededor de 60 dB, mientras que un concierto de rock puede ser tan fuerte como 120 dB o más, lo que hace necesario usar protección auditiva para prevenir daños en la audición.

Reflexión, difracción y refracción

Las ondas sonoras también pueden exhibir propiedades como reflexión, difracción y refracción.

  • Reflexión: Las ondas sonoras se reflejan en las superficies tal como las ondas de luz. Esto es por lo que escuchamos ecos. Por ejemplo, cuando gritas hacia una roca, las ondas sonoras rebotan, haciendo que escuches un eco.
  • Difracción: La difracción ocurre cuando las ondas sonoras se doblan alrededor de obstáculos o se dispersan después de pasar por pequeños agujeros. Esta propiedad explica por qué puedes escuchar a alguien llamar desde la vuelta de una esquina.
  • Refracción: La refracción significa el cambio en la dirección de las ondas sonoras cuando viajan de un medio a otro. Las ondas sonoras viajan a diferentes velocidades en diferentes medios, causando un cambio de dirección. Por ejemplo, las ondas sonoras que viajan del aire al agua cambiarán de dirección porque su velocidad aumenta en el agua.
reflexión: difracción: refracción:

Efecto Doppler

Otro fenómeno interesante asociado con las ondas sonoras es el efecto Doppler, que ocurre cuando la fuente de un sonido se mueve en relación con el observador. Esto cambia la frecuencia observada del sonido.

Un ejemplo común del efecto Doppler es el cambio en el tono de una sirena de ambulancia que pasa. A medida que la ambulancia se acerca, las ondas sonoras se comprimen, haciendo que el tono sea más alto. A medida que se aleja, las ondas sonoras se estiran, haciendo que el tono sea más bajo.

La fórmula para calcular la frecuencia observada (f') cuando la fuente se mueve hacia el observador es:

f' = (v + v0) / (v - vs) * f

Donde:

  • f' = frecuencia observada
  • v = velocidad del sonido en el medio
  • v0 = velocidad del observador
  • vs = velocidad de la fuente
  • f = frecuencia real de la fuente

Aplicaciones de las ondas sonoras

Las ondas sonoras se utilizan en varios campos como la medicina, la ingeniería y el entretenimiento. Veamos algunos ejemplos.

  • Ecografía médica: Ondas sonoras de alta frecuencia se usan para crear imágenes de órganos y tejidos internos. Esta técnica se usa ampliamente en exploraciones prenatales.
  • Sonar: Utilizado por submarinos y barcos para detectar objetos submarinos enviando ondas sonoras y detectando las ondas reflejadas.
  • Música y grabación: Las ondas sonoras son importantes en la grabación y reproducción de música y otros audios. Los micrófonos convierten las ondas sonoras en señales eléctricas, y los altavoces hacen lo contrario.

Comprender estas características y fenómenos nos brinda una comprensión completa de las complejidades del sonido y sus diversos roles en nuestra vida cotidiana.


Grado 10 → 4.2.1


U
username
0%
completado en Grado 10

← Anterior (4.2)
Ondas sonoras
Siguiente (4.2.2) →
Velocidad del sonido en diferentes medios

Comentarios 



Características de las ondas sonoras

https://www.physicsflow.com/g10/4.2.1?pfal=es