Diferencia entre onda predominante y onda de choque

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EL SONIDO ES EL FENÓMENO PRODUCIDO POR VIBRACIONES DE UN 


CUERPO . SE CARACTERIZA POR SER UNA ONDA DE TIPO MECÁNICA,
LONGITUDINAL DONDE EL MEDIO EN QUE VIBRAN PUEDE SER 

SONIDO,LIQUIDO O GASEOSO. POR EJEMPLO EL SONIDO VIAJA EN EL 

AIRE A 140m/o , EN EL AGUA A 1450m/s  Y EN EL ACERO 5050m/o 

EL SONIDO ES MAS RÁPIDO EN LOS SONIDOS QUE EN LOS LÍQUIDOS, Y 

EN ESTOS ÚLTIMOS MAS RÁPIDOS EN LOS GASES. 

Número de Mach

El parámetro que determina el comportamiento de la aeronave es el Número de Mach

\mathrm{M}=\frac{v_s}{c}

siendo vs la velocidad de la fuente respecto al aire y c la velocidad del sonido, que en aire seco a 20°C es de 343 m/s (1235 km/h).

\mathrm{M}<1\ (v_s < c)\,\mathrm{M}=1\ (v_s = c)\,\mathrm{M}>1\ (v_s > c)\,
SubsónicoSónicoSupersónico

M<1.00.8−1.21.01.0−5.0>5.0
RégimenSubsónicoTransónicoSónicoSupersónicoHipersónico

Para el caso del vuelo de una aeronave la clasificación es un poco más elaborada:

La razón de que no haya una clasificación sencilla en subsónico/supersónico es que una aeronave no es un objeto puntual, y su velocidad respecto al aire que la rodea varía de punto a punto de la aeronave, de forma que es perfectamente posible que las alas se encuentren en régimen supersónico mientras que el fuselaje está en régimen subsónico. Además, la mecánica del vuelo es diferente dependiendo de cuánto mayor que la velocidad del sonido es la velocidad de la nave. 

¿QUE ES SONIDO?


el termino sonido define solamente las oscilaciones que pueden dar lugar a una sensación auditiva en el oído humano y por lo tanto puede considerarse constituido por los movimientos ondulatorios que se propagan con unos valores de frecuencia que oscilan entre los 16 y los 20.000 Hz, intervalos de frecuencia que constituyen la denominada banda acústica física la voz. No obstante, en el campo de la acústica física la voz sonido que se extiende a cualquier movimiento ondulatorio, independientemente de la magnitud de la frecuencia. Los sonidos audibles presentan frecuencia cuyos valores están comprendidos en el citado intervalo mientras los sonidos no audibles se diferencian en infrasonidos con frecuencias inferiores a los 16 Hz y ultrasonidos, cuyo limite se sitúa en los 20.000 Hz.

Los sonidos como cualquier otro tipo de onda, puede reflejarse, refractarse y difractarse. Estos términos han podido ser observados directamente mediante la utilización de la técnica llamada de fotografía relámpago: una onda dirigida sobre una interfase frente a una placa fotográfica se ilumina durante un mínimo intervalo de tiempo por medio de una descarga eléctrica. El casi inapreciable incremento de la densidad en una onda de condensación induce a la refracción de la onda, lo que da lugar a la formación de una sombra que queda registrada en la placa fotográfica.

FRECUENCIA

Es el numero de de vibraciones que un cuerpo oscilante lleva a cabo en un segundo y es la inversa del periodo definido como el tiempo empleado por un cuerpo para completar una vibración. La relación entre ambas magnitudes es:

¿QUE ES UN HERTZS?


Es La unidad de frecuencia en los tres sistemas es mas el segundoˉ¹. Llamado hertzio (Hz), que corresponde a la frecuencia de una vibración por segundo.

¿QUÉ ES SONIDO DÉBIL?


Es cuando la amplitud de la onda es pequeña.

¿QUÉ ES SONIDO FUERTE?


Es cuando la amplitud de la onda es mayor.

¿A QUE SE LLAMA INTENSIDAD DEL SONIDO?


Es la cualidad sonora que permite diferenciar los sonidos fuertes de los débiles. Se define como la energía media que atraviesa la unidad de superficie dispuesta perpendicularmente a la dirección de propagación de la perturbación, en la unidad de tiempo.

¿QUÉ ES ONDA DE CHOQUE?


Las ondas de choque se producen cuando un objeto se mueve en un medio a la misma velocidad o más rápidamente de lo que lo hacen las ondas que él mismo produce en ese medio. Por ejemplo, se produce una onda de choque si un barco viaja más rápidamente que la estela que deja marcada en el agua; o si un avión supera la barrera del sonido.

Las ondas generadas por el movimiento del objeto en estas condiciones, nunca se propagan delante de él, sino que lo hacen hacia atrás ya que el objeto se mueve igual o más rápido que ellas. En el caso de velocidades superiores, se forma la típica estela en forma de "V" tras los barcos, la cual, en el caso de un avión, es un cono formado tras él, ya que en este caso el movimiento se transfiere en todas las direcciones.

Las ondas de choque transportan energía y pueden resultar destructivas. Sin embargo, una onda de choque decae rápidamente con la distancia, cambiando gradualmente a una onda sonora. Aún así, la intensidad de la onda sonora en la que acaba degenerando la onda de choque, puede resultar perjudicial para la salud de animales y personas (nivel de ruido dañino).

¿A QUE SE LLAMA EXPLOSIÓN SÓNICA?


Potente estallido que producen los aviones rápidos cuando alcanzan la velocidad del sonido, consiste en la propagación de vibraciones sonoras muy enérgicas, concentradas en un estrecho haz que, si se encuentra orientado hacia algún edificio, puede provocar la ruptura de los cristales de las ventanas y escaparates.

Cuando un avión viaja a una velocidad mayor que la del sonido, las ondas de sonido emitidas por el avión no pueden precederlo y entonces se acumulan como un cono detrás del avión este cono es como una especie de nube que representa la explosión que allí ocurre.

¿A QUE SE LLAMA RAPIDEZ SÓNICA O SUPERSÓNICA?


Es aquella que se reproduce a una velocidad mayor que la del sonido.

¿QUÉ ES CONTAMINACIÓN SÓNICA?


Se puede decir que el ruido o contaminación sónica, es un sonido indeseable de cualquier intensidad, que interacciona e interfiere con el ser humano y que siempre produce sensación molesta y desagradable.

¿A QUE SE LLAMA DIAPASÓN?


El diapasón consiste en una pieza metálica doblada en forma de "U". Lleva un mango y se coloca sobre una caja de madera (caja de resonancia) que tiene por objeto reforzar el sonido producido.

Si se golpea una de sus ramas, el diapasón emite un sonido carácterístico que se mantiene durante varios segundos.

SONIDO ALTO O AGUDO

Son aquellos cuyo número de vibraciones es mucho menor. Basados en los estudios e investigaciones de los antiguos griegos, el filósofo y teólogo Gioseffe Zarlino (1517-1590) en sus obras Institutioni armoniche y Dimostrationi armoniche y Vincenzo Galilei (1520-1591), padre del astrónomo Galileo Galilei y alumno de Zarlino, comprobaron que un número concreto de vibraciones por segundo (Frecuencia) da un sonido determinado; y que a medida que se aumentan las vibraciones por segundo, es decir la frecuencia, el sonido es más alto o agudo

SONIDO BAJO O GRAVE

En el sonido grave, la frecuencia está comprendida entre 20 y 500 hercios.

Fijar una frecuencia exacta y absoluta para delimitar la regíón de sonidos graves y menos graves no es posible. Sí puede afirmarse que un sonido es más grave que otro; pero no que es grave en sí mismo.

A QUE SE LLAMA DECIBEL

Los decibeles son utilizados para medición de vibraciones y en la medición acústica. Un tipo conveniente de escala logarítmica es la escala decibel o escala dB. Es una escala de proporción, que relacione el nivel medido de amplitud a un nivel de referencia.

Se define el decibel (dB) por la expresión siguiente:

Donde: LdB = el nivel de la señal en dB

L1= el nivel de Vibración, en aceleración, Velocidad, o Desplazamiento.

Lref = el nivel de referencia, equivalente a 0 dB

El concepto del decibel fue introducido por los laboratorios Bell Telephone antes de 1930. Se usó por primera vez, para medir la perdida de fuerza relativa, y la proporción señal/ruido en líneas telefónicas. Rápidamente se adoptó en servicio como una medida del nivel de presión acústica del sonido.

El nivel de velocidad de vibración en dB abreviado VdB está definido como:

o

TONO

Es la cualidad del sonido mediante la cual el oído le asigna un lugar en la escala musical, permitiendo, por tanto, distinguir entre los graves y los agudos. La magnitud física que está asociada al tono es la frecuencia.

Los sonidos percibidos como graves corresponden a frecuencias bajas, mientras que los agudos son debidos a frecuencias altas. Así el sonido más grave de una guitarra corresponde a una frecuencia de 82,4 Hz y el más agudo a 698,5 hertzs.

Junto con la frecuencia, en la percepción sonora del tono intervienen otros factores de carácter psicológico. Así sucede por lo general que al elevar la intensidad se eleva el tono percibido para frecuencias altas y se baja para las frecuencias bajas. Entre frecuencias comprendidas entre 1 000 y 3 000 Hz el tono es relativamente independiente de la intensidad.

TIMBRE

Es la cualidad del sonido que permite distinguir sonidos procedentes de diferentes instrumentos, aun cuando posean igual tono e intensidad. Debido a esta misma cualidad es posible reconocer a una persona por su voz, que resulta carácterística de cada individuo.

El timbre está relacionado con la complejidad de las ondas sonoras que llegan al oído. Pocas veces las ondas sonoras corresponden a sonidos puros, sólo los diapasones generan este tipo de sonidos, que son debidos a una sola frecuencia y representados por una onda armónica.

Los instrumentos musicales, por el contrario, dan lugar a un sonido más rico que resulta de vibraciones complejas. Cada vibración compleja puede considerarse compuesta por una serie de vibraciones armónico simples de una frecuencia y de una amplitud determinadas, cada una de las cuales, si se considerara separadamente, daría lugar a un sonido puro.

Esta mezcla de tonos parciales es carácterística de cada instrumento y define su timbre. Debido a la analogía existente entre el mundo de la luz y el del sonido, al timbre se le denomina también color del tono.

ONDAS SONORAS INFRASÓNICAS

Podemos definir los infrasonidos como las vibraciones de presión cuya frecuencia es inferior a la que el oído humano puede percibir; es decir entre 0 y 20 Hz. Pero, debido a que la mayoría de los aparatos electroacústicos utilizan una frecuencia entre 20 y 30 Hz, consideraremos también como infrasonidos a toda vibración con una frecuencia por debajo de los 30 Hz.

Dentro de la teoría de los infrasonidos abarcamos las vibraciones de los líquidos y las de los gases pero no la de los sólidos. Éstas últimas, gracias a sus aplicaciones y su problemática, se han convertido en una ciencia aparte llamada vibraciones mecánicas.

ONDAS SONORAS ULTRASÓNICAS

Los ultrasonidos son aquellas ondas sonoras cuya frecuencia es superior al margen de audición humano, es decir, 20 Khz. Aproximadamente. Las frecuencias utilizadas en la práctica pueden llegar, incluso, a los gigahertzios. En cuanto a las longitudes de onda, éstas son del orden de centímetros para frecuencias bajas y del orden de micras para altas frecuencias.

Los ultrasonidos u ondas sonoras ultrasónicas se producen por el efecto de una tensión eléctrica alterna aplicada sobre placas de cuarzo, debido a que los ultrasonidos transportan energías muy grandes. Se aplican en las industrias, en la fabricación de emulsiones con líquidos no miscibles (aceite y agua,Mercurio y agua); se utilizan en la limpieza de ropa, esterilización de algunas sustancias, debido a que matan microorganismos. Los murciélagos utilizan los ultrasonidos para orientarse n sus vuelos nocturnos y no chocar con los objetos.

Los ultrasonidos se aplican también para detectar objetos que se encuentran en las profundidades del mar, y también elimina el humo que sale por la chimenea de las fábricas. Esto se debe a que cuando su ultrasónico pasa a través del humo, sus partículas se agrupan y caen al suelo.

REFLEXIÓN

La reflexión es el fenómeno físico que explica la incidencia de las ondas contra un material y su curso posterior cuando el material sobre el cual incide

no absorbe la onda.
La ley de reflexión asegura que el ángulo de incidencia y el de reflexión es el mismo

¿QUE ES ECO?


Un eco es una onda sonora reflejada, cuyo intervalo entre la emisión y la repetición del sonido, corresponde al tiempo que tardan las ondas en llegar al obstáculo y volver. Normalmente, el eco es más débil que el sonido original porque no todas las ondas se reflejan, algunas de ellas se pierden, y por lo tanto pierden energía.

Generalmente, los ecos escuchados en las montañas se producen cuando las ondas sonoras rebotan en grandes superficies alejadas más de 30 m de la fuente. Dando golpecitos en un tubo metálico pegado al oído también pueden escucharse ecos.

¿QUE ES REVERBERACIÓN?


La reverberación es la suma total de las reflexiones del sonido que llegan al lugar del oyente en diferentes momentos del tiempo. Auditivamente se caracteriza por una prolongación, a modo de "cola sonora", que se añade al sonido original. La duración y la coloración tímbrica de esta cola dependen de:

La distancia entre el oyente y la fuente sonora;
la naturaleza de las superficies que reflejan el sonido.

En situaciones naturales hablamos de sonido directo para referirnos al sonido que se transmite directamente desde la fuente sonora hasta nosotros (o hasta el mecanismo de captación que tengamos). Por otra parte, el sonido reflejado es el que percibimos después de que haya rebotado en las superficies que delimitan el recinto acústico, o en los objetos que se encuentren en su trayectoria. Evidentemente, la trayectoria del sonido reflejado siempre será más larga que la del sonido directo, de manera que -temporalmente- escuchamos primero el sonido seco, y unos instantes más tarde escucharemos las primeras reflexiones (early reflections); a medida que transcurre el tiempo las reflexiones que nos llegan son cada vez de menor intensidad, hasta que desparecen. Nuestra sensación, no obstante, no es la de escuchar sonidos separados, ya que el cerebro los integra en un único precepto, siempre que las reflexiones lleguen con una separación menor de unos 50 milisegundos. Esto es lo que se denomina efecto Haas o efecto de precedencia.

¿QUÉ ES RESONANCIA?


Es el fenómeno que se produce cuando los cuerpos vibran con la misma frecuencia, uno de los cuales se puso a vibrar al recibir las frecuencias del otro.

Para entender el fenómeno de la resonancia existe un ejemplo muy sencillo, Supóngase que se tiene un tubo con agua y muy cerca de él (sin éstos en contacto) tenemos un diapasón, si golpeamos el diapasón con un metal, mientras echan agua en el tubo, cuando el agua alcance determinada altura el sonido será mas fuerte; esto se debe a que la columna de agua contenida en el tubo se pone a vibrar con la misma frecuencia que la que tiene el diapasón, lo que evidencia por qué las frecuencias se refuerzan y en consecuencia aumenta la intensidad del sonido.

DIFRACCIÓN

El término difracción viene del latín diffractus que significa quebrado. La etimología alude al fenómeno por el que una onda puede contornear un obstáculo en su propagación, alejándose del comportamiento de rayos rectilíneos. La evolución de una onda sigue las leyes impuestas por la ecuación de D'Alembert que determina los fenómenos de difracción. Para el caso de ondas monocromáticas (cualquier onda puede considerarse una superposición de ondas monocromáticas), dicha ecuación se convierte en la ecuación de Helmholtz, de la que partiremos para abordar el proceso de cálculo de la amplitud de un campo ondulatorio que en su propagación se encuentra con uno o varios obstáculos.

REFRACCIÓN

La refracción es el fenómeno físico que explica la incidencia de las ondas contra un material y su curso posterior cuando el material sobre el cual incide absorbe la onda.

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