Conceptos Básicos sobre Movimiento, Ondas y Sonido: Propiedades y Fenómenos

Movimiento Periódico

Es el movimiento de un cuerpo o partícula que a intervalos iguales de tiempo se repite con las mismas características. Ejemplo: La Tierra alrededor del Sol. Para producir un sonido musical como LA3/440Hz, el objeto debe mantener un movimiento periódico de 440 vibraciones por segundo. El oído puede detectar la diferencia entre 440 y 441 Hz. Todo movimiento periódico está caracterizado por cuatro propiedades: amplitud, ciclo, periodo y frecuencia (pregunta 2). La magnitud física es todo aquello que se puede medir, y la longitud, la masa y el tiempo son magnitudes porque se pueden medir.

Movimiento Oscilatorio

Es un movimiento en torno a un punto de equilibrio estable, un movimiento de vaivén. Si sobre un cuerpo actúa una fuerza y esa fuerza actúa en la dirección proporcional al desplazamiento de la posición de equilibrio del cuerpo, se producirá un movimiento de ida y vuelta respecto a esta posición. Esta fuerza trata siempre de llevar el cuerpo a la posición original de equilibrio. Ese movimiento se llama movimiento periódico. Ejemplos: péndulo, metrónomo, cuerdas de guitarra.

Movimiento Vibratorio

Es un movimiento oscilatorio que tiene su origen en el punto medio y en cada vibración pasa por él. La separación a ambos lados del centro se llama amplitud y son iguales. Ejemplo: una regla en la mesa.

Tipos de Movimiento Vibratorio

Existen dos tipos:

• Movimiento vibratorio armónico simple: Movimiento simple, oscilatorio y vibratorio en ausencia de fricción. Puede proceder de un movimiento oscilatorio rectilíneo o curvilíneo. Se dice que un movimiento vibratorio es armónico cuando los desplazamientos del cuerpo son directamente proporcionales a las fuerzas que provocan el desplazamiento. Cuando el cuerpo vibra siguiendo una sola trayectoria es simple, en caso contrario es complejo.
• Movimiento vibratorio armónico complejo o compuesto: Son una suma de movimientos vibratorios armónicos simples cuyas frecuencias son múltiplos de la frecuencia principal.

Ondas

Es la propagación de una perturbación de cierta propiedad en un medio. Este tipo de movimiento se propaga a través de ondas e implica transporte de energía, pero no de materia. Ejemplos: se encuentran en la superficie del agua y partículas de un medio elástico. (dibujar onda, poner partes y ejercicio 2)

Interferencia de Ondas

Cuando dos ondas se encuentran en un punto o en una región del espacio, el resultado es una nueva onda cuya perturbación es la suma de las dos anteriores. Se denomina interferencia al resultado de la superposición de dos o más ondas sonoras. Tipos:

• Interferencia constructiva: Cuando ambas ondas coinciden en fase, la interferencia es el resultado de la suma de las dos. Ejemplo: una onda tiene amplitud de 3 y otra de 5, da un resultado de 8.
• Interferencia destructiva: Cuando una onda alcanza el máximo positivo y la otra alcanza el máximo negativo, se restan, pudiendo llegar a anularse. Ejemplo: dos altavoces uno enfrente de otro, si los dos producen la misma onda, se anula el sonido.
• Batidos: Cuando dos ondas de igual amplitud pero frecuencias poco diferentes coinciden en el espacio, dan lugar a una vibración cuya amplitud varía con el tiempo.
• Ondas estacionarias: Aquellas que se forman por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud y frecuencia que avanzan en sentido opuesto a través de un medio. En ciertos puntos de la onda, llamados nodos, permanecerán inmóviles. Producen el mismo efecto sonoro que un batido.

Batidos o Pulsaciones

Se producen cuando dos ondas armónicas de frecuencias similares se superponen. La resultante de esta superposición es una onda cuya amplitud varía, alcanzando valores máximos y mínimos de vibración, lo que se percibe como fluctuaciones alternadas de la intensidad del sonido.

Reflexión de Ondas

Cuando una onda incide sobre una superficie límite de dos medios de distintas propiedades, parte de la onda se refleja, parte se disipa y parte se transmite. La velocidad de propagación de las ondas cambia al pasar de un medio a otro, pero no cambia la frecuencia de la señal. Este fenómeno acústico de la reflexión se produce cuando las ondas sonoras se reflejan al chocar con una superficie. Si la dirección de propagación de la onda sonora incide perpendicularmente en una superficie, se refleja en sentido contrario, pero si incide en forma oblicua, los ángulos de incidencia y reflexión son iguales. Ejemplo: salas de conciertos. Tipos de reflexión:

• Ondas estacionarias: Se produce por la suma de una onda y su onda reflejada sobre un mismo eje.
• Eco: Fenómeno acústico que se produce cuando una onda se refleja y regresa hacia su emisor. Cuando un sonido cesa y la reflexión de ese sonido llega después de los 100 milisegundos, el sonido reflejado es inteligible, estamos hablando de eco.
• Reverberación: Cuando la reflexión llega antes de los 100 milisegundos se produce la reverberación.

Refracción de Ondas

Consiste en el cambio de dirección que experimenta dicha onda cuando pasa de un medio a otro distinto. Este cambio de dirección se produce como consecuencia de la diferente velocidad de propagación que tiene la onda en ambos medios. Ejemplo: de la varilla.

(Apartado 9)