Resumen

El movimiento ondulatorio es el que se produce en una superficie liquida o en las partículas de un medio elástico al paso de las ondas. Las ondas mecánicas se originan cuando una parte de cierto medio elástico se desplaza de su posición.

Es importante este tema de las ondas, porque veremos que conceptos de la mecánica ondulatoria están íntimamente ligados a la física cuántica. Un autor señala que usar a las ondas ordinarias en formas o maneras inusuales es el secreto de la teoría cuántica. Todas las ondas, no importa cuales sean, están construidas con un mismo plan  y toman sus órdenes del mismo libro, de allí que las ondas cuánticas seguirán las mismas reglas que las ondas en general.

La mayoría de las personas ha tenido experiencia con las ondas, por ejemplo al lanzar una piedra en un pozo de agua se forman ondas; si ponemos un corcho veremos que el mismo se mueve hacia arriba y hacia abajo pero que no se traslada en la dirección que vemos se trasladan las ondas, como círculos que se abren desde el centro donde cayó la piedra.

Solo se puede reproducir sonido cuando un cuerpo vibra muy rápidamente.  La frecuencia es el número de vibraciones u oscilaciones completas que se efectúan en 1 segundo. Se producen sonidos audibles cuando un cuerpo vibra con una frecuencia comprendida entre 20 y 20000 Hz (Hercio, unidad de medida para la frecuencia).  El sonido se transmite a través de medios materiales, sólidos, líquidos o gaseosos pero nunca a través del vacío.  El sonido se produce cuando un cuerpo vibra con una frecuencia comprendida entre 20 y 20000 Hz y existe un medio material en el que pueda propagarse. El sonido es una onda. Una onda es una perturbación que se propaga por el espacio. En una onda se propaga energía, no materia.

La velocidad es siempre independiente de la presión atmosférica. Cuando mayor sea la temperatura del ambiente menos rápido llegara el sonido a nuestros oídos, es por eso que algunas personas dicen que “en invierno se suele escuchar mejor” es decir, a mayor temperatura menor respuesta del sonido en el aire.
El sonido se propaga a diferentes velocidades en medios de distinta densidad. En general, se propaga a mayor velocidad en líquidos y sólidos que en gases (como el aire). La velocidad de propagación del sonido es, por ejemplo, de unos 1.509,7 m/s en el agua y de unos 5.930 m/s en el acero. Un cuerpo en oscilación pone en movimiento a las moléculas de aire (del medio) que lo rodean. Éstas, a su vez, transmiten ese movimiento a las moléculas vecinas y así sucesivamente.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

Conocer el fenómeno vibratorio que se transmite en forma de ondas, en este caso representaremos la materia con agua y utilizaremos diferentes tipos de sonidos, en el que observaremos  las diferentes vibraciones que las  ondas sonoras ejercen en la materia.

Antecedentes

Historia del Sonido
La historia de sonido está enlazada intrínsecamente con la historia de las ondas. Una de las primeras referencias al sonido como una onda se encuentra en una declaración hecha por Aristóteles cuando él indicó que el movimiento del aire se genera por una fuente, moviéndose hacia adelante para que las ondas sonoras inalteradas se propaguen hasta donde la perturbación en el aire sea sostenible. Galileo es otro que contribuyó significativamente a nuestra comprensión del sonido. Él demostró que la frecuencia de ondas sonoras determina el tono. Esto lo hizo raspando un cincel en un plato de latón produciendo un chillido. Galileo relacionó el espacio de las ranuras inducido por el cincel al tono del chillido.

Marin Mersenne fue el primero en determinar la velocidad del sonido en el aire en 1640 cuando midió el retorno de un eco. Su determinación de la velocidad de sonido tuvo un error de menos del 10%. Un logro notable considerando la tecnología disponible en esa época.

El experimento clásico de Robert Boyle de 1660 en la radiación sónica hecha por un reloj haciendo tictac dentro de un parcialmente al vacío proporcionó la evidencia de que el aire es necesario, ya sea para la producción o para la transmisión del sonido. Sin embargo, la teoría matemática de la propagación de ondas no empezó que hasta que Isaac Newton publicara su libro “Principia” en 1686, donde postuló la interpretación del sonido como pulsos de presión transmitidos a través de partículas fluidas vecinas.

La invención del cálculo por Newton ofreció una nueva herramienta a científicos y matemáticos para estudiar el sonido. Desarrollos teóricos significantes fueron alcanzados durante el siglo XVIII gracias a las contribuciones de Joseph Louis Lagrange, Johann Bernoulli, y Leonhard Euler entre otros. Sin embargo, el tratamiento matemático completo del sonido no fue posible hasta el siglo XIX cuando Georg Simón Ohm aplicó el análisis armónico desarrollado por Joseph Fourier a la teoría del sonido.

Durante el siglo XIX, la teoría del sonido continuó su desarrollo. La invención de dispositivos como el micrófono, el fonógrafo y el teléfono fue muy útil en el estudio del sonido. Más adelantos tecnológicos durante el siglo XX permitieron la grabación y reproducción de sonido de alta fidelidad.

La velocidad del sonido también sirvió como marco de referencia en el siglo XX. Varios pilotos intentaron volar aviones más rápidamente que la velocidad del sonido. Sin embargo, no fue hasta en 1947, cuando el Capitán Chuck Yeager pudo lograr esta meta. Tanto la tecnología como el conocimiento sobre la teoría del sonido fueron cruciales para alcanzar este logro. De hecho, el Capitán Yeager se aprovechó la relación entre la velocidad del sonido y la temperatura para establecer el récord histórico. Él estaba volando a sólo 293 metros por segundo cuando impuso el récord. Sin embargo, dado que estaba volando a una altitud de 12,000 metros, la temperatura del aire estaba tan baja que la velocidad del sonido era de tan solo 290 metros por segundo.

Objetivo

Comprender el fenómeno vibratorio, demostrando mediante el impacto de las  ondas sonoras el origen del sonido.

Justificación

A mí me interesó este tema porque tenía curiosidad en saber cómo podemos ver  los movimientos que tiene el sonido, las frecuencias sonoras que  se generan.

Hipótesis

Si conocemos como es la física del sonido entenderemos cono surgen las ondas sonoras

Si observamos las distintas vibraciones que provocan las ondas sonoras comprenderemos sus movimientos, entonces entenderemos los tipos de movimientos que pueden generar.

Método (materiales y procedimiento)

Para realizar este proyecto necesitaremos:

• Una bocina potente
• Una mesa para colocar la bocina
• Un móvil para buscar los sonidos
• Corriente eléctrica
• Fuente continua de agua

El sonido puede provocar efectos extraños en las sustancias sin que podamos percibirlo. Todos sabemos que esto se debe a las ondas sonoras, sin embargo, no podemos verlas. Si a esto se añade una sustancia tan moldeable como el agua, resulta en un video con imágenes épicas.

Lo principal a tener en cuenta para este proyecto es que se necesita una cámara que dispare 24 cuadros por segundo. El efecto del video no se puede ver a simple vista. El efecto sólo funciona a través de la cámara. Sin embargo, hay una versión del proyecto que puede hacer que el efecto sea visible a simple vista. Para ese proyecto, habría que utilizar una luz estroboscópica.

Para este proyecto se necesita:

• Un altavoz
• Fuente de agua
• Manguera de goma suave
• Software de generación de tonos
• Cámara de 24 fps

PROCEDIMIENTO

Colocar la manguera de goma abajo del altavoz de manera que la manguera toque el altavoz. Dejar entre 1 y 2 pulgadas de manguera colgando más allá de la parte inferior del altavoz. Asegurar la manguera en el altavoz con cinta. El objetivo es asegurarse que la manguera esté en contacto con el altavoz de manera que cuando el altavoz produzca un sonido (vibración) vibre la manguera.

Configura la cámara y cambia a 24 fps. Cuanto mayor sea la velocidad de obturación mejores serán los resultados. Pero también ten en cuenta que a mayor velocidad de obturación, más luz necesitas. Conectar un cable de audio desde el ordenador al altavoz. Configurar el software de generación de tonos a 24 Hz y pulsar play. Deja caer el agua. Ahora mira a través de la cámara y ve cómo comienza la magia. Si deseas que el agua parezca estarse moviendo hacia atrás establece la frecuencia de 23Hz. Si quieres ver como se está

El movimiento ondulatorio es el que se produce en una superficie liquida o en las partículas de un medio elástico al paso de las ondas . Las ondas mecánicas se originan cuando una parte de cierto medio elástico se desplaza de su posición.

Es importante este tema de las ondas, porque veremos que conceptos de la mecánica  ondulatoria están íntimamente ligados a la física cuántica. Un autor señala que usar a las ondas ordinarias en formas o maneras inusuales es el secreto de la teoría ria  cuántica. Todas las ondas, no importa cuales sean, están construidas con un mismo plan y toman sus órdenes del mismo libro, de allí que las ondas cuánticas seguirán las mismas reglas que las ondas en general.

La mayoría de las personas ha tenido experiencia con las ondas, por ejemplo al lanzar una piedra en un pozo de agua se forman ondas; si ponemos un corcho veremos que el mismo se mueve hacia arriba y hacia abajo pero que no se traslada en la dirección que vemos se trasladan las ondas, como círculos que se abren desde el centro donde cayó la piedra.

Solo se puede reproducir sonido cuando un cuerpo vibra muy rápidamente.  La frecuencia es el número de vibraciones u oscilaciones completas que se efectúan en 1 segundo. Se producen sonidos audibles cuando un cuerpo vibra con una frecuencia comprendida entre 20 y 20000 Hz (Hercio, unidad de medida para la frecuencia).  El sonido se transmite a través de medios materiales

, sólidos, líquidos o gaseosos pero nunca a través del vacío.  El sonido se produce cuando un cuerpo vibra con una frecuencia comprendida entre 20 y 20000 Hz y existe un medio material en el que pueda propagarse. El sonido es una onda. Una onda es una perturbación que se propaga por el espacio. En una onda se propaga energía, no materia.

La velocidad es siempre independiente de la presión atmosférica. Cuando mayor sea la temperatura del ambiente menos rápido llegara el sonido a nuestros oídos, es por eso que algunas personas dicen que “en invierno se suele escuchar mejor” es decir, a mayor temperatura menor respuesta del sonido en el aire.
El sonido se propaga a diferentes velocidades en medios de distinta densidad. En general, se propaga a mayor velocidad en líquidos y sólidos que en gases (como el aire). La velocidad de propagación del sonido es, por ejemplo, de unos 1.509,7 m/s en el agua y de unos 5.930 m/s en el acero. Un cuerpo en oscilación pone en movimiento a las moléculas de aire (del medio) que lo rodean. Éstas, a su vez, transmiten ese movimiento a las moléculas vecinas y así sucesivamente.

Galería Método

Resultados

Los resultados que observe al realizar la investigación primordialmente conocer los diferentes tipos de ondas sonoras  de igual forma sus clasificaciones y su impacto, al comenzar a indagar me di cuenta que  el sonido es elemental  en nuestra vida  y conocer la forma en que es propaga para comunicarnos es importante, ya que gracias a este la vida se hace fácil, las ondas que deben viajar para escuchar por ejemplo la voz de nuestros amigos o el latido del corazón de alguien es muy interesante.
Conocer sus características nos hace diferenciar y saber por qué los instrumentos y la voz de cada persona se escucha diferente, al igual de él porque puede tener un impacto positivo o negativo.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Después de realizar y estudiar mi trabajo pues logre demostrar que el sonido no solo se puede propagar por el aire sino que también en materiales sólidos y líquidos,  encontrándose en una determinada distancia, el cual nos permite escuchar lo que se emitió y lograr entenderlo, así mismo como se puede observar sus movimientos.

En el mundo se pueden observar las grandes manifestaciones del sonido en el medio físico así como también en la vida diaria.

Existen ruidos molestos que pueden llegar a dañar el oído humano y producir problemas  a nivel cerebral. El sonido es utilizado en la vida diaria a veces sin darnos cuenta como lo es el caso de los elefantes que en su lenguaje utilizan el tipo de sonido infrasónico es decir es imperceptible para el oído humano. Todas las ondas transportan energía consigo misma en la dirección de su movimiento, pero no transportan materia. Es decir, la propagación de las ondas es un mecanismo que permite transportar energía entre dos puntos separados en el espacio- que es la capacidad de realizar un trabajo, por ejemplo cambiar de canal en la TV – sin alterar físicamente el material a través del cual se hace el transporte  o transmisión.

Es esta característica notable pero poco conocida o bien a la que  no se da importancia, lo que le da a las ondas

tanta importancia dentro de nuestras vidas. Se demuestra matemáticamente que la potencia  transmitida por las ondas, esto es la energía o capacidad de realizar trabajo por unidad de tiempo, es proporcional a la velocidad de propagación de la onda

Bibliografía

 1.-Física re-creativa SGil-E Rodriguez Petrince  Hall Bs. As. 2001

2.- https://es.wikipedia.org/wiki/Onda_sonora

3.- http://web.educastur.princast.es/ies/rosarioa/web/departamentos/fisica/teorias_fisicas/efecto_doppler.htm

http://web.educastur.princast.es/ies/rosarioa/web/departamentos/fisica/teorias_fisicas/efecto_doppler.htm

http://www.gonzalodiaz.net/ultrasonido/ultrasonidos/ultrasonido.shtml

http://www.ceasonido.cl/2008/11/una-introduccion-a-los-infrasonidos-y-sus-aplicaciones/

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_de_choque

http://www.urotecno.es/ondas-choque.htm

http://www.hiru.com/es/musika/musika_12_

Summary

Research Question

Problem approach

Know the vibratory phenomenon that is transmitted in the form of waves, we will represent the matter with water and use different types of sounds, in which we will observe different vibrations that sound waves in the matter.

Background

Objective

To understand the vibratory phenomen ,showing through the impact of sound waves and the origin of the sound .

Justification

I am interested in this topic because I  had the curiosith to knowing how we can see the movements  of the sound, frequencies that it can generate.

Hypothesis

if we know how the sound physics is, we will understend how sound waves arise ir we observe the different  vibrations caused by sound wavesi we will understand the types  of movements

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography