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El sonido

El sonido se propaga mediante ondas mecánicas. Estas ondas son la propagación de una perturbación de tipo mecánico a través de algún medio material elástico por  el que se transmite la energía mecánica de la onda. El medio material puede ser el aire, el agua, una cuerda… y es indispensable para la existencia de la onda.

Ejemplos de ellas son las ondas sonoras producidas en las cuerdas de una guitarra, en una campana o en un despertador.

Ondas producidas en una guitarra campana tibetana Despertador

Como en todas las ondas, el sonido presenta unas cualidades que las diferencian de los demas tipos de ondas. Estas son la intensidad, la altura o tono y el timbre:

La intensidad

La intensidad de un sonido viene determinada por la amplitud del movimiento oscilatorio, subjetivamente, la intensidad de un sonido corresponde a nuestra percepción del mismo como más o menos fuerte. Cuando elevamos el volumen de la cadena de música o del televisor, lo que hacemos es aumentar la intensidad del sonido y por equivalente aumentamos la amplitud de la onda sonora. La intensidad en el SI se mide en Decibelios (Db) .

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Ej: mientras más se aumenta la intensidad de la onda, la amplitud será mayor.

El tono o altura

El tono de un sonido depende únicamente de su frecuencia, es decir, del número de oscilaciones por segundo. La altura de un sonido corresponde a nuestra percepción del mismo como más grave o más agudo. Cuando mayor sea la frecuencia, más agudo será el sonido. Esto puede comprobarse, por ejemplo, comparando el sonido obtenido al acercar un trozo de cartulina a una sierra de disco: cuando mayor sea la velocidad de rotación del disco más alto será el sonido producido.

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Mientras más agudo es el sonido, más frecuencia existe en la onda

El timbre

El timbre es la cualidad del sonido que nos permite distinguir entre dos sonidos de la misma intensidad y altura. Podemos así distinguir si una nota ha sido tocada por una trompeta o un violín. Esto se debe a que todo sonido musical es un sonido complejo que puede ser considerado como una superposición de sonidos simples.

A continuacion proponemos un video explicativo que resume todas las cualidades del sonido:

 

Velocidad de propagación del sonido

El sonido como cualquier otra onda, depende de un medio para  propagarse. Es imposible su transporte por el vacío porque no hay átomos a través de los cuales transmitirse. Por este motivo el sonido no se desplaza con la misma velocidad en todos los medios. Por ejemplo, no se desplaza con la misma velocidad a través del agua, que a traves del aire.

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 debido a la composición molecular o atómica de los estados de la materia.

Pero  la velocidad del sonido no  depende solamente del medio en que se propague sino tambien a la temperatura que se encuentre ese medio. Para explicarlo mejor hemos realizado una gráfica de como varia la velocidad del sonido segun aumenta o disminuye la temperatura del aire.

Como se observa la velocidad del sonido en el aire aumenta aproximadamente 6 m/s cada 10 ºC.

La velocidad del sonido en un gas no es constante, sino que depende de la temperatura. De la ecuación de un gas ideal pV=nRT, o bien :

La fórmula de la velocidad del sonido queda finalmente en función de la temperatura t del gas en grados centígrados:

Cuando la temperatura del aire aumenta, las moléculas disponen de más energía para moverse a mayor distancia. Esto facilita la propagación de la onda.

Por eso en un medio frío, las moléculas se mueven más lentamente, lo que reduce la velocidad a la que se transmite el sonido.


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