Grado 9
  1. Mechanics  1.1. Movimiento  1.1.1. Tipos de movimiento  1.1.2. Distancia y desplazamiento  1.1.3. Velocidad y Rapidez  1.1.4. Aceleración  1.1.5. Representación gráfica del movimiento  1.1.6. Ecuaciones de movimiento  1.1.7. Movimiento uniforme y no uniforme  1.1.8. Caída libre y aceleración debido a la gravedad  1.1.9. Velocidad relativa  1.1.10. Movimiento circular  1.2. Leyes de la fuerza y el movimiento  1.2.1. El concepto de fuerza  1.2.2. La primera ley del movimiento de Newton  1.2.3. Segunda ley del movimiento de Newton  1.2.4. Tercera ley del movimiento de Newton  1.2.5. Inercia y tipos de inercia  1.2.6. Movimiento  1.2.7. Conservación del momento  1.2.8. Aplicación de las leyes de Newton en la vida diaria  1.2.9. Tipos de Fuerzas (Contacto y No Contacto)  1.2.10. Fricción y sus efectos  1.3. Fuerza gravitacional  1.3.1. La ley de la gravitación universal de Newton  1.3.2. Importancia de la Fuerza Gravitacional  1.3.3. Aceleración debido a la gravedad  1.3.4. Caída libre e ingravidez  1.3.5. Masa y peso  1.3.6. Variación de g con altura y profundidad  1.3.7. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.3.8. Satélites y sus órbitas  1.4. Trabajo, Energía y Potencia  1.4.1. Concepto de trabajo  1.4.2. Acciones positivas y negativas  1.4.3. Trabajo realizado por fuerza constante y variable  1.4.4. Energía y sus formas  1.4.5. Energía cinética y energía potencial  1.4.6. La ley de conservación de la energía  1.4.8. Unidad comercial de energía  1.4.9. Teorema trabajo-energía  1.5. Máquinas simples  1.5.1. Tipos de máquinas simples  1.5.2. Ventaja mecánica  1.5.3. Eficiencia de la máquina  1.5.4. Palancas y sus tipos  1.5.5. Poleas y planos inclinados  1.5.6. Engranajes y sus usos
  2. Propiedades de la materia  2.1. Estados de la materia  2.1.1. Sólidos, líquidos y gases  2.1.2. Propiedades de los diferentes estados de la materia  2.1.3. Cambio en el estado de la materia  2.1.4. Plasma y condensado de Bose-Einstein  2.2. Densidad y presión  2.2.1. Concepto de densidad y densidad relativa  2.2.2. Presión en sólidos, líquidos y gases  2.2.3. La ley de Pascal y sus aplicaciones  2.2.4. Presión atmosférica y sus variaciones  2.2.5. Tensión superficial y capilaridad  2.3. Flotabilidad y el principio de Arquímedes  2.3.1. Fuerza de flotación  2.3.2. Principio de Arquímedes  2.3.3. Aplicaciones del Principio de Arquímedes  2.3.4. objetos que flotan y se hunden  2.3.5. Teoría de la Flotación y el Principio de Arquímedes
  3. Calor y Termodinámica  3.1. Temperatura y calor  3.1.1. Concepto de calor y temperatura  3.1.2. Medición de temperatura  3.1.3. Escalas de temperatura  3.2. Transferencia de calor  3.2.1. Conducción del calor  3.2.2. Convección del calor  3.2.3. Radiación de calor  3.2.4. Aplicaciones de la transferencia de calor  3.2.5. Conductividad térmica  3.3. Thermal expansion  3.3.1. Expansión de sólidos, líquidos y gases  3.3.2. Expansión anómala del agua  3.3.3. Aplicaciones de la expansión térmica  3.4. Capacidad calorífica específica y calor latente  3.4.1. Concepto de capacidad calorífica específica  3.4.2. Medición y aplicaciones del calor específico  3.4.3. Calor latente de fusión y vaporización  3.4.4. Motores de calor y eficiencia
  4. Ondas y sonido  4.1. Ondas y sus tipos  4.1.1. Ondas mecánicas y electromagnéticas  4.1.2. Ondas Longitudinales y Transversales  4.1.3. Propiedades de las ondas  4.1.4. Longitud de onda, frecuencia y velocidad de la onda  4.1.5. Superposición de ondas  4.2. Ondas sonoras  4.2.1. Naturaleza y transmisión del sonido  4.2.2. Velocidad del sonido en diferentes medios  4.2.3. Reflexión del sonido y eco  4.2.4. Sonar y ultrasonido  4.2.5. Resonancia y pulsación  4.3. Características del sonido  4.3.1. Intensidad, volumen y calidad del sonido  4.3.2. Efecto Doppler en el sonido
  5. Iluminación y Óptica  5.1. Reflexión de la luz  5.1.1. Leyes de la reflexión  5.1.2. Reflexión desde un espejo plano  5.1.3. Reflexión en un espejo esférico  5.1.4. Formación de imágenes por espejos cóncavos y convexos  5.1.5. Aplicaciones de la Reflexión  5.2. Refracción de la luz  5.2.1. Leyes de la refracción  5.2.2. Índice de refracción  5.2.3. Refracción a través de una lámina de vidrio  5.2.4. Refracción en el agua y el aire  5.2.5. Lentes y sus tipos  5.2.6. Formación de imágenes por lentes convexas y cóncavas  5.2.7. Reflexión interna total y sus aplicaciones  5.3. Dispersión y dispersión de la luz  5.3.1. Espectro de la luz blanca  5.3.2. Prismas y Dispersión  5.3.3. Efecto Tyndall y cielo azul
  6. Electricidad y Magnetismo  6.1. Carga eléctrica y electricidad estática  6.1.1. El concepto de carga eléctrica  6.1.2. Carga por fricción, contacto e inducción  6.1.3. Electroscopio y su funcionamiento  6.2. Electricidad Corriente  6.2.1. El concepto de corriente eléctrica  6.2.2. Ohm's Law and Resistance  6.2.3. Factores que afectan la resistencia  6.2.4. Circuitos en Serie y Paralelo  6.2.5. Heating effect of electric current  6.2.6. Potencia y energía eléctricas  6.3. Magnetismo  6.3.1. Imanes naturales y artificiales  6.3.2. Propiedades de los imanes  6.3.3. Magnetismo de la Tierra  6.3.4. Campo magnético y líneas de campo  6.3.5. Electroimanes y sus aplicaciones
  7. Física Moderna  7.1. estructura del átomo  7.1.1. Estructura Atómica y Partículas Subatómicas  7.1.2. Electrones, Protones y Neutrones  7.1.3. Modelo de Rutherford y Bohr  7.2. Radiactividad  7.2.1. Tipos de emisiones radiactivas  7.2.2. Vida media y desintegración radiactiva  7.2.3. Usos y Peligros de la Radiactividad
  8. Ciencia espacial y astronomía  8.1. El universo y sus componentes  8.1.1. Estrellas y galaxias  8.1.2. Planetas y Sistema Solar  8.2. Satélites  8.2.1. Satélites naturales y artificiales  8.2.2. Uso de satélites

Grado 9 → Ondas y sonido → Características del sonido ↓


Efecto Doppler en el sonido


El efecto Doppler es un fenómeno fascinante que afecta las características de las ondas sonoras. Nombrado en honor al físico austriaco Christian Doppler, este efecto describe cómo cambia la frecuencia del sonido en relación con el movimiento entre la fuente del sonido y el observador. En esta explicación, cubriremos los fundamentos de las ondas sonoras, cómo funciona el efecto Doppler y proporcionaremos ejemplos y visualizaciones para facilitar la comprensión de este importante concepto en física.

Los fundamentos de las ondas sonoras

El sonido es un tipo de energía que viaja a través del aire (u otro medio) en forma de ondas. Estas se llaman ondas sonoras y son creadas por objetos vibrantes. Estas ondas son generalmente longitudinales, lo que significa que el desplazamiento del medio está en la misma dirección que la propagación de la onda.

Las ondas sonoras tienen varias características:

  • Frecuencia: Es el número de ondas que pasan por un punto fijo por segundo. La unidad de frecuencia es Hertz (Hz).
  • Longitud de onda: Es la distancia entre crestas sucesivas de una onda.
  • Amplitud: Esta es la altura de la onda y determina el volumen o intensidad del sonido.
  • Velocidad: La velocidad del sonido depende del medio a través del cual se desplaza. En el aire a temperatura ambiente, es aproximadamente 343 metros por segundo.

La relación entre la velocidad ((v)), frecuencia ((f)) y longitud de onda ((lambda)) de una onda sonora se da por la fórmula:

v = f times lambda

Explicación del efecto Doppler

El efecto Doppler describe cómo cambia la frecuencia de una onda cuando la fuente y el observador están en movimiento relativo entre sí. Tratándose del sonido, si la fuente sonora se mueve hacia el observador, el observador percibe una frecuencia más alta (el sonido parece estar en un tono más alto). Por el contrario, si la fuente sonora se aleja, el observador percibe una frecuencia más baja (el sonido parece estar en un tono más bajo).

Echemos un vistazo más de cerca con un ejemplo:

Un ejemplo de un coche en movimiento

Imagina un coche que se mueve hacia ti tocando su bocina. A medida que el coche se acerca a ti, las ondas sonoras se comprimen, aumentando la intensidad del sonido. A medida que se aleja, las ondas sonoras se estiran, disminuyendo la intensidad del sonido. Este cambio en la intensidad del sonido a medida que el coche avanza es la acción del efecto Doppler.

coche

En la ilustración anterior, la línea azul representa las ondas sonoras que se comprimen a medida que el coche se mueve hacia ti, mientras que la línea roja representa las ondas más largas que se producen a medida que el coche se aleja.

Matemáticas del efecto Doppler

La fórmula para la frecuencia observada ((f')) debido al efecto Doppler cuando la fuente y el observador están en movimiento es dada por:

f' = frac{v + v_o}{v + v_s} times f
  • (f') = frecuencia observada
  • (v) = velocidad del sonido en el medio
  • (v_o) = velocidad del observador (positiva cuando se mueve hacia la fuente)
  • (v_s) = velocidad de la fuente (positiva cuando se aleja del observador)
  • (f) = frecuencia real emitida por la fuente

Siguiente ejemplo - sirena de ambulancia

Imagina una ambulancia corriendo hacia ti con una sirena fuerte. A medida que se acerca a ti, escuchas que la sirena se vuelve más fuerte. A medida que se aleja, el sonido disminuye. Esto se debe a cambios en la frecuencia de las ondas sonoras que alcanzan tus oídos, causados por el efecto Doppler.

Ambulancia

En esta ilustración, el principio es similar al de un coche en movimiento. El tono percibido cambia debido a la compresión y elongación de las ondas sonoras.

Ejemplos cotidianos del efecto Doppler

El efecto Doppler no se limita solo a los vehículos en movimiento; existe en muchas situaciones cotidianas. Aquí hay algunos ejemplos:

Sistemas de radar meteorológico

Los radares meteorológicos utilizan el efecto Doppler para medir la velocidad del viento. Envían ondas de radio y luego miden cómo esas ondas rebotan en las gotas de lluvia que se mueven en relación con el radar. El cambio de frecuencia en la señal devuelta ayuda a determinar la velocidad y dirección del viento.

Pistolas de velocidad

La policía utiliza pistolas de radar para medir la velocidad de los vehículos. Este dispositivo envía ondas de radio hacia un vehículo en movimiento y calcula su velocidad detectando cambios en la frecuencia de las ondas reflejadas.

Astronomía

Los astrónomos utilizan el efecto Doppler para estimar la velocidad y movimiento de estrellas y galaxias. También se utiliza para apoyar la teoría de que el universo se está expandiendo observando el corrimiento al rojo de galaxias distantes.

Conclusión

El efecto Doppler es un concepto fundamental en el estudio de las ondas y el sonido. Puede ser utilizado en muchos campos más allá de las simples ondas sonoras, incluyendo tecnología, meteorología y astronomía. Para entenderlo, es necesario reconocer cómo el movimiento relativo entre la fuente de la onda y el observador puede afectar la frecuencia y longitud de onda de las ondas detectadas.

Analizando los procesos involucrados y viendo ejemplos prácticos, como vehículos en movimiento y sus sonidos cambiantes, podemos entender el papel del efecto Doppler en nuestras experiencias cotidianas y el progreso tecnológico.


Grado 9 → 4.3.2


U
username
0%
completado en Grado 9

← Anterior (4.3.1)
Intensidad, volumen y calidad del sonido
Siguiente (5) →
Iluminación y Óptica

Comentarios 



Efecto Doppler en el sonido

https://www.physicsflow.com/g9/4.3.2?pfal=es