1r ciclo Teoría: Origen de los sonidos

[GNzcuber]

Hola,

Tengo que responder unas preguntas teóricas y quería verificar la exactitud y veracidad de las mismas.

"Estamos en clase, el profesor da un golpe a la pizarra y los alumnos dejan de hablar".

- ¿Podrías explicar con cierto detalle los procesos físicos que han sucedido desde que la mano del profesor a tocado la pizarra hasta que los alumnos han sentido el correspondinete ruido?
El golpe en la pizarra hace que ésta vibre y ya que la superficie está en contacto con un medio mecánico, la vibración perturba este medio comprimiendo "por capas" el aire próximo, ésto genera una diferencia de presión que se va transmitiendo en el medio hasta llegar a los oídos de los alumnos, los cuales son sensibles a estas diferencias de presiones.

- ¿Qué tipo de movimiento se ha producido en la pizarra?
Ha habido un movimiento oscilatorio, tal que la oscilación se realizaba en la misma dirección que la propagación de la perturbación.

- ¿De qué manera se ha transmitido a los oídos de los alumnos?
El sonido ha sido transmitido como una perturbación en el medio, por diferencia de presiones. (Ésto me suena repetitivo).

- ¿Qué ha pasado con la energía?
Las oscilaciones que perturban el medio son portadoras de energía. (¿Qué demonios se debe contenstar aquí si esta pregunta es anterior a la siguiente?)

- ¿De dónde ha salido?
El profesor realizó trabajo con la mano y cedió casi toda su energía cinética a la pizarra. Esta energía se transforma en vibración que se propaga por medios mecánicos como en la pizarra y aire. (Ésto hubiera contestado en la anterior, pero no tiene sentido si antes no se menciona de dónde ha salido la energía).

- ¿Cuánto tiempo ha durado el fenómeno?
El tiempo desde que la mano haya comenzado la perturbación hasta que estas vibraciones lleguen a las paredes, ya que éstas absorben casi toda la energía de vibración, con la velocidad característica del medio de propagación.

- ¿Por qué se acaba y no continúa indefinidamente?
Porque la diferencia de presiones que se crea hace que el medio se caliente perdiendo energía. Y si consideramos el foco, donde golpeó el profesor la pizarra, como puntual la energía se tiene que distribuir en toda una superficie cada vez más extensa distribuyéndose por igual la intensidad, de tal manera que a cierta distancia la intensidad no será suficiente para ser oída con un oído humano.

"Normalmente si se cambia de lugar a la pizarra o se golpea sobre otro tipo de material, el sonido que sentimos también cambia".

- ¿Sabrías explicar el por qué?
Cuando se golpea otro tipo de material la velocidad de propagación cambia, y al ser un medio rígido hay menor espacio entre los corpúsculos que lo conforman que el espacio entre las moléculas de aire haciendo que la propagación sea más rápida. Y al ser más rápida que el aire un pulso en un medio rígido puede formar un tren de ondas en un medio menos denso. Si se cambia de material la frecuencia será diferente. (No hace falta decir que esto es cosecha mía y la incertidumbre aumenta exponencialmente :P).

Pero para explicar por qué vibra diferente si se golpea en sitios diferentes, suponiendo homogéneo el material, debo recurrir a que la longitud de la pizarra es la mitad de la longitud de onda del primer armónico y en cada punto que se le pega se hace un nuevo harmónico que son múltiplos de media longitud de onda. Pero ésto está en contradicción con lo que expliqué para diferentes materiales.

- ¿Qué sabrías decir sobre cómo se generan los sonidos producidos por una guitarra?
Que la longitud de la cuerda conforma el primer armónico y en los puntos donde perturbamos hacemos submúltiplos de la primer media longitud de onda variando la frecuencia. A su vez también podemos variar la frecuencia tensando la cuerda ya que la densidad lineal no varía y por lo tanto la velocidad de propagación aumenta con la tensión.
Además hay una caja de resonancia que intensifica el sonido producido por las vibraciones de la cuerda. (No sabría cómo explicar el por qué las intensifica).

Espero que no se os haga pesado leerme y poder contestarme .

¡Muchas gracias!

[gaussiano]

Re: Teoría: Origen de los sonidos

hola, Gnzcuber. A la pregunta sobre como se transmite en los oidos, yo creo que se refiere a que le expliques un poco por encima, la anatomia interna de estos, ya sabes, el yunque, el martillo,.... y como reaccionan a los cambios de presion en el aire, vibrando y los receptores ligados a los nervios auditivos recogen esas vibraciones y las transmiten a su vez, a nuestro cerebro. Me parece a mi.

[Afisionado]

Re: Teoría: Origen de los sonidos

Las ondas de la pizarra y las del aire son diferentes ya que unas son transversales y otras longitudinales. esa es la diferencia en las preguntas de la pizarra y cómo llega a los alumnos.

[GNzcuber]

Re: Teoría: Origen de los sonidos

hola, Gnzcuber. A la pregunta sobre como se transmite en los oidos, yo creo que se refiere a que le expliques un poco por encima, la anatomia interna de estos, ya sabes, el yunque, el martillo,.... y como reaccionan a los cambios de presion en el aire, vibrando y los receptores ligados a los nervios auditivos recogen esas vibraciones y las transmiten a su vez, a nuestro cerebro. Me parece a mi.

Te puedo asegurar que no se tiene este enfoque, es puramente física, la vez que tocamos algo de una parte del cuerpo fue sobre el ojo como instrumento óptico.

Afisionado, yo también creía que las de la pizarra serían transversales, pero la pregunta era ¿Por qué iban a ser transversales en la pizarra y no en el aire si la forma en que se propaga es la misma?

¡Gracias!

[Afisionado]

Re: Teoría: Origen de los sonidos

Afisionado, yo también creía que las de la pizarra serían transversales, pero la pregunta era ¿Por qué iban a ser transversales en la pizarra y no en el aire si la forma en que se propaga es la misma?

En la pizarra se producen ondas tanto longitudinales como transversales. Estas últimas son las que provocan las compresiones en el aire que producen el sonido que llega a los oidos de los alumnos.

[Joey]

Re: Teoría: Origen de los sonidos

- ¿Sabrías explicar el por qué?
Cuando se golpea otro tipo de material la velocidad de propagación cambia, y al ser un medio rígido hay menor espacio entre los corpúsculos que lo conforman que el espacio entre las moléculas de aire haciendo que la propagación sea más rápida. Y al ser más rápida que el aire un pulso en un medio rígido puede formar un tren de ondas en un medio menos denso. Si se cambia de material la frecuencia será diferente. (No hace falta decir que esto es cosecha mía y la incertidumbre aumenta exponencialmente :P).

¡Muchas gracias!

Tanto la frecuencia, como el periodo y la pulsación son características del foco y son constantes aunque se cambie de medio. El cambio de velocidad de propagación de un medio a otro es debido a un cambio en la longitud de onda, la frecuencia es la misma.

[GNzcuber]

Re: Teoría: Origen de los sonidos

Tanto la frecuencia, como el periodo y la pulsación son características del foco y son constantes aunque se cambie de medio. El cambio de velocidad de propagación de un medio a otro es debido a un cambio en la longitud de onda, la frecuencia es la misma.

Sí, lo sé, pero mi planteamiento es el siguiente: Cuando el profesor golpea la pizarra por el aire se expande una onda esférica, y supongamos que en un tiempo $\dst t_0$ el frente de onda ha avanzado una distancia $\dst l_0=v_{aire}\cdot t_0$. Pero es posible que en dicho tiempo hayan perturbaciones en el aire a una mayor distancia, debido a que se generarían por la pizarra que en cada punto actuaría como un foco (principio de Huygens), ya que su elasticidad es mayor que la del aire (y no su densidad como antes yo afirmaba, porque la plasticina es más densa pero menos elástica) y por lo tanto tendrá una mayor velocidad ($\dst l_1=v_{pizarra}\cdot t_0>v_{aire}\cdot t_0=l_0$).
No sé si me he explicado bien .

¡Saludos!