1.01(a) Vibracion y Sonido
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VIBRACIONES Y SONIDO
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OBJETIVOS
1. Observar crticamente fenmenos cotidianos asociados
al sonido; comprenderlos sobre la base de conceptos fsicos yrelaciones matemticas elementales.
2. Apreciar la importancia de formular hiptesis en la bsqueda deuna explicacin a los fenmenos que se observan.
3. Reconocen que el comportamiento de objetos muy diversos(cuerdas,lminas, aire en cavidades, los diferentes instru-mentos musicales) puede tener un origen comn (la vibracin).
4. Manejan magnitudes bsicas utilizando relaciones matem-ticas
elementales para obtener, ya sea sus rdenes de magnitud endeterminadas circunstancias, o sus valores exactos (porejemplo, relacin entre velocidad, frecuencia y longitud deonda).
NM1
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Varillas
NO TODAS LAS VIBRACIONES PRODUCEN SONIDO
pero
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VIBRACIONES Y SONIDO
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VIBRACIN
Movimiento en un sentido y otro,respecto de su posicin de equilibrio,
de un cuerpo que posee energa
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EL SONIDO
PARA QUE SE PRESENTE EL FENMENO
DEL SONIDO DEBEN EXISTIR LOS 3ELEMENTOS SIGUIENTES:
OBJETO
VIBRANTE RECEPTORMedio de propagacin
debe ser
Materialelstico El odo
TIPOS:
Cuerdas
Lminas
Cavidades
Varillas
NM1
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EL SONIDO
TODO SONIDO SE ORIGINA EN UNCUERPO QUE VIBRA
OBJETOVIBRANTE
T I P O S
CUERDAS
LMINAS
CAVIDADES
VARILLAS
Se le llama
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VIBRACIN U OSCILACIN
MOVIMIENTOPERIDICO QUEREALIZA UN CUERPOOUN MEDIO (OPARTEDEL MISMO) AL DESPLAZARSEENUN SENTIDOY EN EL CONTRARIOALREDEDORDEUNAPOSICIN DEEQUILIBRIO
Ej.: EL PNDULO : UNAVEZ QUE SE LE SEPARA
DE SU POSICIN DEEQUILIBRIO Y SE LESUELTA REALIZA UNMOVIMIENTO DEOSCILACIN ENTRE DOS
PUNTOS, PASANDO PORLA POSICIN DEEQUILIBRIO EN UNSENTIDO Y EN OTRO
NM1
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OSCILACIONES
EL PNDULO SIMPLE
P
O
O: POSICIN DE EQUILIBRIO
P:POSICIN DE MXIMOALEJAMIENTO A LA POS.DE EQUILIBRIO
A:AMPLITUD
P
A
UNA OSCILACIN: Desde P a P y vuelta a PNM1
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VARIABLES RELEVANTES
AMPLITUD ( A ): Distancia entre la posicin deequilibrio y la posicin mximoalejamiento a ella.
PERODO ( T ): Tiempo empleado en un ciclo(vibracin, oscilacin,etc.)
Se mide en (s)
FRECUENCIA (f): Nmero de ciclos en cadaunidad de tiempo.
Se mide en (Hz)
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UNIDADES DE FRECUENCIA
En el S.I.:1(Hz) = 1(ciclo/s)
Otras:1(KHz) = 1.000 (Hz)
1(MHz) = 1.000 (KHz) = 1.000.000 (Hz)
NM1
Enalgunos casos: r.p.m. = RPM = Revolucionesporminuto
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RELACIONES ENTRE VARIABLES
Entre AMPLITUD Y FRECUENCIA: NINGUNA !
EntrePERODO Y FRECUENCIA:
T = 1/f y f = 1/T
Existe alguna Proporcionalidad entre PERODOY FRECUENCIA?
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RELACIN ENTRE PERODO Y FRECUENCIA
Considerando:T = 1/f y f = 1/T
Complete las siguientes Tablas de Valores yGrafique:
NM1
f
(Hz) T(s)12
4
5
6
10
T(s)f
(Hz)1
2
4
5
6
10
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DeterminarFrecuencia y Perodoencadaunade lassiguientes
situaciones:
a) Undiscoda 480 vueltasen 2 minutos.
b) Un pndulorealiza 90 oscilacionesen minutoc) Lasaspasdeun ventiladordan 360 vueltasen 1 minuto
Qu ocurre con la Frecuencia si el Perodo:a) Disminuye a la cuarta parte?
b) Aumenta a 10 veces su valor?c) Disminuye a la mitad?d) Se cuadruplica?
Paracierta frecuencia,el perododeunarueda quegiraes0,4 (s).
Qu valor tomar si la frecuencia:a) Se duplica?b) Disminuye a la mitad?c) Se cuadruplica?d) Disminuye a la 5parte?
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ENCONSECUENCIA:
PERODO Y FRECUENCIA son INVERSAMENTEPROPORCIONALES:
si aumenta la frecuencia disminuye elperodo.
si aumenta elperodo disminuye lafrecuencia
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RELACIN ENTRE PERODO Y FRECUENCIA
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CLASIFICACIN DE VIBRACIONES SEGN FRECUENCIA
VIBRACIONES
INFRASONIDO SONIDO ULTRASONIDO
si si si
f 20(KHz)
20(Hz)> f
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SONIDOS
VIBRACIONESDE FRECUENCIASENTRE 20 (Hz)
Y 20.000 (Hz)
LAS QUE SON PERCIBIDAS POR
EL ODO HUMANO
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LOS ULTRASONIDOS
VIBRACIONESDE MS DE20.000 (Hz)
NO PERCIBIDAS POREL ODO HUMANO
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LOS ULTRASONIDOS EN LA NATURALEZA
DelfinesyBallenas
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Murcilagos
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APLICACIONES TECNOLGICAS DE LOS ULTRASONIDOS
El sonar
NM1
ElEcgrafo
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CUALIDADES DEL SONIDO
ALTURAO
TONOINTENSIDAD TIMBRE
depende de depende de depende de
FRECUENCIA AMPLITUDCOMPOSICIN
DE SONIDOS
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CLASIFICACIN DE LOS SONIDOS
Segn la FRECUENCIA:
Sonidos GRAVES(bajos)
< f > f
Sonidos AGUDOS(altos)
Segn la AMPLITUD:
< A > A
Sonidos DBILES
(suaves)
Sonidos INTENSOS(fuertes)
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CLASIFICACION DE VOCES HUMANAS
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INTENSIDADDELSONIDO
Caracterstica del sonido por lacualelododistingue
sonidos intensos ysonidosdbiles, o qu tancercaolejosest lafuentesonora.
INTENSIDAD
FSICA
INTENSIDAD
AUDITIVAE
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INTENSIDAD FISICA
Cantidad de energa transportada por el sonido en
la unidad de tiempo
Potencia del sonido por unidad de superficie
UNIDAD: 1(W/m2)
( * ) La energa que transporta la onda esproporcional al cuadrado de la Amplitudde la vibracin
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INTENSIDADAUDITIVA
Sensacin percibida por nuestro odoque depende de la Intensidad Fsica y
de otros factores, como la distancia a lafuente sonora.
UNIDAD DEL NIVEL DE INTENSIDAD:
decibel (dB) *
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(*) EN HONOR A GRAHAM BELL (1847 1922):INVENTOR DEL TELEFONO
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NIVELDEINTENSIDAD
Si se aumenta de: La Intensidad Auditiva es:
10(dB) a 20(dB) (102) 100 veces mayor
10(dB) a 30(dB) (103) 1000 veces mayor10(dB) a 40(dB) ? veces mayor
10(dB) a 50(dB) ? veces mayor
SE MIDECONUN
SONMETRO
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INTENSIDADAUDITIVA
ELNIVELDEINTENSIDAD
SONMETRO
se mide con disminuye con
para odo humano
0(dB) 120(dB)
Cuadradodedistancia a la fuente
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ALGUNOS VALORESDEINTENSIDAD
130 dB
100 dB
80 dB
60 dB
40 dB
20 dB
0 dB Umbral de sensacin sonora
Murmullos
Conversacin normal
Calle con mucho trfico
Radio a alto volumen
Fbrica ruidosa
Concierto Rock
UMBRALDESENSACINDOLOROSA
Aula vaca
Hogar tranquilo
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EFECTO DE ALTO NIVEL DE INTENSIDAD:CONTAMINACIN ACSTICA
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QU CONSECUENCIAS IMPORTANTES TIENELA CONTAMINACION ACSTICA EN LA SALUD
FSICA Y MENTAL DE LAS PERSONAS?
INVESTIGUE !
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APLICACIONES DE LOS TIPOS DE OBJETOS VIBRANTES
LOSINSTRUMENTOS
MUSICALES
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INSTRUMENTOS DE CUERDAS
De qu factores depende el sonido producidopor las cuerdas al ponerlas en vibracin?
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EJEMPLOS DE CUERDAS VIBRANTES
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EJEMPLOS DE CAVIDADES VIBRANTES
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LMINAS VIBRANTES
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EJEMPLOS DE LMINAS VIBRANTES
EJEMPLOS DE LMINAS VIBRANTES
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EJEMPLOS DE LMINAS VIBRANTES
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S S
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VARILLAS VIBRANTES
EJEMPLOS DE VARILLAS VIBRANTES
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EJEMPLOS DE VARILLAS VIBRANTES