Conceptos Fundamentales en Acústica y Vibraciones Mecánicas

Cuestionario de Fundamentos en Acústica y Vibraciones

A continuación, se presentan una serie de preguntas relacionadas con conceptos clave en acústica y vibraciones mecánicas, abarcando temas como la respuesta al impulso, modos propios, amortiguamiento y técnicas de medición en diferentes sistemas.

1. Tubo de Kundt y Respuesta al Impulso

Sea un tubo de Kundt, abierto-abierto, del laboratorio, de 1 m de longitud. Considere que la velocidad de propagación en el tubo es de 300 m/s. Para calcular la respuesta al impulso del tubo en el margen de frecuencias (0-200] Hz, cuando vibra longitudinalmente, ¿qué anchura de pulso en la señal de excitación elegiría?

• a) 0,05 ms

2. Frecuencia de Repetición de Pulsos

En el caso de la pregunta anterior, ¿qué frecuencia de repetición de pulsos elegiría?

• a) 10 Hz

3. Barra de Acero y Factor de Calidad

En la barra de acero, libre-libre, del laboratorio, de 2 m de longitud, vibrando longitudinalmente, en la que c = 5000 m/s, el factor de calidad de los modos propios:

• d) es diferente para cada modo propio.

4. Medición de Respuesta al Impulso en Sistemas Multimodales

Para medir la respuesta al impulso de un sistema acústico o mecánico multimodal, la señal de excitación debe ser:

• c) un tren de impulsos.

5. Medición de Densidad Espectral de Potencia

Para medir la densidad espectral de potencia de un sistema acústico o mecánico multimodal, la señal de excitación debe ser:

• a) un barrido de tonos puros.
• b) un ruido blanco.
• c) una señal de pulsos.

6. Modos Propios Teóricos y Experimentales

Para comprobar que los modos propios longitudinales de un tubo abierto-abierto obtenidos en la práctica coinciden con los modos propios teóricos, se considera para el cálculo teórico que la impedancia acústica:

• b) es igual a la impedancia de radiación de ambos extremos.

7. Amortiguamiento en Barras Vibrantes

Al medir la respuesta al impulso de una barra de acero, libre-libre, vibrando longitudinalmente, podemos afirmar que el amortiguamiento de los modos propios:

• d) depende del ancho de banda de cada modo propio.

8. Velocidad de Propagación en Barras

Suponga que al medir la respuesta de una barra libre-libre, de 2 m de longitud, se observa que el modo longitudinal de orden 5 tiene una frecuencia de 6095 Hz. Aproximadamente, ¿cuál es la velocidad con la que se propaga la onda en la barra?

• b) 4876 m/s

9. Amortiguamiento en Sistemas Unimodales

Para determinar el amortiguamiento de un sistema mecánico o acústico unimodal, debe medirse:

• a) el tiempo de relajación de la respuesta al impulso del sistema.

10. Amortiguamiento en Sistemas Multimodales

Para determinar el amortiguamiento de un sistema mecánico o acústico multimodal, debe medirse:

• a) el tiempo de relajación de la respuesta al impulso del sistema.
• b) el periodo de repetición de la señal de pulsos de excitación.
• c) las amplitudes de la respuesta en frecuencia a la frecuencia de resonancia y a las frecuencias que determinan el ancho de banda a -3 dB.
• d) ninguna de las anteriores medidas es válida.

11. Determinación de Modos Propios Longitudinales

Para determinar en la práctica cuáles son los modos propios longitudinales de un sistema acústico o mecánico multimodal, se calculan cuáles son las frecuencias para las cuales:

• a) el módulo de la impedancia de entrada al sistema es mínimo.

12. Ubicación Óptima del Micrófono

El punto óptimo de ubicación del micrófono en el interior de un tubo abierto-cerrado rígidamente, para medir los modos propios longitudinales del tubo, es el punto situado:

• b) cerca del extremo cerrado.