Hemos visto en el apartado anterior que el sonido es una onda, concretamente una onda mecánica, y más concretamente aún: una onda mecánica longitudinal.
Cuando un cuerpo vibra en el aire, transmite su vibración a las “partículas de aire” (si se las puede llamar así) que lo circundan. Esto produce pequeñas “olas” que se expanden en forma de esferas concéntricas, en todas direcciones. Tarde o temprano, estas “olas” alcanzan nuestro tímpano y se inicia el mecanismo de la audición.
En ocasiones nos referiremos al sonido como formado por ondas de presión. Esto significa que las partículas, cuando se juntan y se separan, sin alejarse nunca mucho de su posición fija, dan lugar a capas de aire más “concentrado” o más “enrarecido”, respectivamente. Insistimos en que estas capas (bastante estrechas) que alternan alta y baja presión, tienen forma esférica y su radio crece conforme la onda se transmite.
Hemos dicho que estas olas u ondas de presión son bastante estrechas. La anchura de una onda de alta o baja presión es justamente la mitad de la distancia que separa cada una de la siguiente.
Son como las crestas y los valles de las ondulaciones de la superficie del agua. El punto cero a que nos referíamos en el primer apartado, corresponde con la presión atmosférica media reinante en la zona. Los instantes de máxima o mínima presión, corresponden a los extremos de máxima y mínima elongación del cuerpo que vibra.
La distancia entre una cresta y la siguiente es la longitud de onda.
Problemática de su definición al margen del oído humano
Se nos plantea la siguiente duda: si el sonido es una sensación, ¿existe sonido cuando no hay nadie para oírlo? Una respuesta es que también podríamos llamar sonido a “aquello que, caso de haber alguien allí que pudiera oírlo, lo oiría”. Otra respuesta es la siguiente: ya que la sensación está producida por un fenómeno físico, una vibración, no debería haber inconveniente en identificar a la propia vibración con el sonido, y de esta forma no es necesario oírlo para que exista objetivamente, ya que es un fenómeno físico real.
Lo cierto es que en Acústica estudiamos el sonido desde dos puntos de vista: por un lado el de la percepción humana (psico-acústica) y por otro el de la física.
La velocidad del sonido
Todas las ondas avanzan a una cierta velocidad: algunas son extremadamente rápidas, como la luz. Otras son bastante lentas, como una sacudida en la cuerda floja o las olas del mar.
El sonido tiene una velocidad en el aire de unos 340 metros por segundo. Comparado con la velocidad de la luz, ésta es una velocidad francamente lenta. El sonido no sólo se transmite por el aire, sino también por los sólidos y los líquidos. Cuanto más denso es el material, mayor tiene a ser la velocidad del sonido en este medio. Así, en el acero puede llegar a los 5.000 metros por segundo.
Es importante recordar lo siguiente: en aire caliente el sonido viaja más rápido que en aire frío. En clase hablamos de que por la noche escuchamos sonidos que están más lejos. Aparte de que, obviamente por la noche hay más silencio (menos interferencias), esto se produce por un fenómeno que estudiaremos más adelante. :)
Una velocidad de 340 metros por segundo se puede aproximar, sin cometer un error excesivo, por la de un kilómetro cada 3 segundos. De esta forma es fácil calcular la distancia aproximada de un rayo, simplemente dividiendo por 3 el tiempo en segundos que tarda el trueno en llegar, y expresando el resultado en kilómetros.
Dos cosas más: la velocidad es siempre independiente de la presión atmosférica, y en el agua la velocidad de propagación es de unos 1500m/s.
La barrera del sonido
Si bien la velocidad de la luz es insuperable, la del sonido es relativamente fácil de superar por parte de un vehículo supersónico, como el avión Concorde.
Las dificultades estriban en la transición entre dos situaciones: la infrasónica y la supersónica. Las ondas de presión, que como sabemos se expanden en forma de esferas concéntricas, forman una figura en forma de cono cuando la fuente sonora se desplaza a velocidad supersónica. En el momento del paso de la velocidad infrasónica a la supersónica, las ondas se acumulan en la punta de la aeronave, formando una auténtica barrera de altísima presión. Cuando esta barrera toca el suelo, los habitantes situados en la superficie perciben un gran estruendo.
Cuando un cuerpo vibra en el aire, transmite su vibración a las “partículas de aire” (si se las puede llamar así) que lo circundan. Esto produce pequeñas “olas” que se expanden en forma de esferas concéntricas, en todas direcciones. Tarde o temprano, estas “olas” alcanzan nuestro tímpano y se inicia el mecanismo de la audición.
En ocasiones nos referiremos al sonido como formado por ondas de presión. Esto significa que las partículas, cuando se juntan y se separan, sin alejarse nunca mucho de su posición fija, dan lugar a capas de aire más “concentrado” o más “enrarecido”, respectivamente. Insistimos en que estas capas (bastante estrechas) que alternan alta y baja presión, tienen forma esférica y su radio crece conforme la onda se transmite.
Hemos dicho que estas olas u ondas de presión son bastante estrechas. La anchura de una onda de alta o baja presión es justamente la mitad de la distancia que separa cada una de la siguiente.
Son como las crestas y los valles de las ondulaciones de la superficie del agua. El punto cero a que nos referíamos en el primer apartado, corresponde con la presión atmosférica media reinante en la zona. Los instantes de máxima o mínima presión, corresponden a los extremos de máxima y mínima elongación del cuerpo que vibra.
La distancia entre una cresta y la siguiente es la longitud de onda.
Problemática de su definición al margen del oído humano
Se nos plantea la siguiente duda: si el sonido es una sensación, ¿existe sonido cuando no hay nadie para oírlo? Una respuesta es que también podríamos llamar sonido a “aquello que, caso de haber alguien allí que pudiera oírlo, lo oiría”. Otra respuesta es la siguiente: ya que la sensación está producida por un fenómeno físico, una vibración, no debería haber inconveniente en identificar a la propia vibración con el sonido, y de esta forma no es necesario oírlo para que exista objetivamente, ya que es un fenómeno físico real.
Lo cierto es que en Acústica estudiamos el sonido desde dos puntos de vista: por un lado el de la percepción humana (psico-acústica) y por otro el de la física.
La velocidad del sonido
Todas las ondas avanzan a una cierta velocidad: algunas son extremadamente rápidas, como la luz. Otras son bastante lentas, como una sacudida en la cuerda floja o las olas del mar.
El sonido tiene una velocidad en el aire de unos 340 metros por segundo. Comparado con la velocidad de la luz, ésta es una velocidad francamente lenta. El sonido no sólo se transmite por el aire, sino también por los sólidos y los líquidos. Cuanto más denso es el material, mayor tiene a ser la velocidad del sonido en este medio. Así, en el acero puede llegar a los 5.000 metros por segundo.
Es importante recordar lo siguiente: en aire caliente el sonido viaja más rápido que en aire frío. En clase hablamos de que por la noche escuchamos sonidos que están más lejos. Aparte de que, obviamente por la noche hay más silencio (menos interferencias), esto se produce por un fenómeno que estudiaremos más adelante. :)
Una velocidad de 340 metros por segundo se puede aproximar, sin cometer un error excesivo, por la de un kilómetro cada 3 segundos. De esta forma es fácil calcular la distancia aproximada de un rayo, simplemente dividiendo por 3 el tiempo en segundos que tarda el trueno en llegar, y expresando el resultado en kilómetros.
Dos cosas más: la velocidad es siempre independiente de la presión atmosférica, y en el agua la velocidad de propagación es de unos 1500m/s.
La barrera del sonido
Si bien la velocidad de la luz es insuperable, la del sonido es relativamente fácil de superar por parte de un vehículo supersónico, como el avión Concorde.
Las dificultades estriban en la transición entre dos situaciones: la infrasónica y la supersónica. Las ondas de presión, que como sabemos se expanden en forma de esferas concéntricas, forman una figura en forma de cono cuando la fuente sonora se desplaza a velocidad supersónica. En el momento del paso de la velocidad infrasónica a la supersónica, las ondas se acumulan en la punta de la aeronave, formando una auténtica barrera de altísima presión. Cuando esta barrera toca el suelo, los habitantes situados en la superficie perciben un gran estruendo.
2 comentarios:
hola! una cosa.. entonces si 2 personas viajan a una velocidad supersónica no se escuchan?? porque si van mas rápido que el sonido.. :S
¿y si mientras vas a esa velocidad ablas, y luego paras? ¿te ecucharias a ti mismo?..
se que son preguntas un poco raras pero me he quedao un poco flipao.. :D
Si viajan a una velocidad supersónica dentro de un avión sí que se escuchan, jeje. El interior de los aviones está presurizado, por lo que las condiciones dentro son diferentes a las que hubiera en el exterior.
Imaginemos que están en el exterior y van corriendo, para eliminar cualquier tipo de ruido de motor, etc.
Cuando la velocidad de un cuerpo aumenta, aumenta la "onda de choque", como la del avión que aterriza. Cuando un camión pasa a gran velocidad cerca de ti, la sensación de empuje la provoca la onda de choque.
Dado que el sonido se desplaza en el aire, cualquier ruido que genere el cuerpo en movimiento formará parte de la onda de choque. Cualquier sonido, por muy intenso que sea, producido por el cuerpo en movimiento será arrastrado y "diluido" en el aire por la onda de choque ya que el sonido se desplaza a velocidad menor a la onda de choque (lo arrastrará como una corriente de agua ahoga a otra menor).
De esta manera, dos personas que corren a velocidades supersónicas no podrán escuharse si se hablan entre sí. Lo que sí podrán escuchar será el ruido de sus respectivas ondas de choque. Lo mismo que si te hablas tú solito a ti mismo.
La única forma de eliminar la onda de choque es eliminando el aire, pero al eliminar el aire, se elimina el sonido ya que el sonido se desplaza en el aire.
A todo esto, quería ver yo a dos personas corriendo a esa velocidad y abriendo la boca para hablar, jajajaja...
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