Velocidad del sonido: factores, medición y valores en distintos materiales

El sonido

3. El sonido Cuando las ondas viajeras alcanzan el oído externo, penetran por el conducto auditivo y llegan al tímpano, que vibra en sintonía con la onda. El tímpano transmite la vibración a varios huesecillos en cadena (martillo, yunque y estribo) y, a continuación, a través de la endolinfa, la vibración llega al caracol y de ahí al cerebro.

Velocidad de propagación del sonido

El sonido, a diferencia de otras "perturbaciones" que se propagan en medios materiales, lo hace tridimensionalmente: es decir, la perturbación llega a cualquier punto del espacio. Por ser una onda mecánica, la rapidez de su propagación depende del medio elástico de propagación. La velocidad de la perturbación dependerá de la proximidad de las partículas del medio y de sus fuerzas de cohesión. Así, la velocidad de propagación será mucho mayor en los sólidos que en los líquidos y, sobre todo, que en los gases.

En la siguiente tabla se muestran los valores de la velocidad del sonido en diferentes materiales. Dado que la velocidad del sonido varía según el medio, se utiliza el número Mach = 1 para indicarla. Así, un cuerpo que se mueve en el aire a Mach 2 avanza a dos veces la velocidad del sonido en esas condiciones, independientemente de la presión del aire o su temperatura.

La velocidad del sonido también varía con los cambios de temperatura del medio. Esto se debe a que un aumento de la temperatura se traduce en un aumento de la frecuencia con que se producen las interacciones entre las partículas que transportan la vibración, y este mayor nivel de actividad hace aumentar la velocidad.

En general, la velocidad del sonido es mayor en los sólidos que en los líquidos, y en los líquidos es mayor que en los gases. Esto se debe al mayor grado de cohesión que tienen los enlaces atómicos o moleculares conforme más sólida es la materia.

Velocidad del sonido en los sólidos

En los sólidos, la velocidad del sonido está dada por:

Tabla: Velocidad del sonido en distintos materiales

v=

Notas

• Los valores de la tabla corresponden a mediciones en condiciones específicas; la velocidad puede variar con la temperatura y otras condiciones del medio.
• El número Mach es una relación entre la velocidad del objeto y la velocidad del sonido en el medio en esas condiciones.

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