En 1687, Isaac Newton publicaba su teoría del sonido en su libro Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. En ella exponía cómo la propagación del sonido a través de cualquier fluido dependía únicamente de las propiedades físicas del propio fluido, tales como la elasticidad y la densidad del mismo. De este modo Newton hizo la primera aproximación teórica a la velocidad del sonido, el cuál difirió de la real en un 16%.
La primera teoría científica del sonido La velocidad calculada por Newton fue: 𝑣 = 𝑝 𝜌 = 298 m/s Newton consideró adecuado este valor, a pesar de que era menor que los medidos en esa época, y que futuras mediciones se ajustarían mejor a su fórmula. Sin embargo, experimentos posteriores, cada vez más precisos, confirmaban valores más altos. Newton tuvo la correcta idea de lo que era el sonido y calculó su velocidad, con un margen de error del 15%. Podría estar satisfecho, pero no fue así.
¿Que sonidos viajan mas rápido, los agudos o los graves?
La velocidad de una onda depende de la rigidez del medio en que se propaga, no de la frecuencia de la longitud de la onda.
Definiciones importantes.
Onda:Una onda sonora es una onda longitudinal que transmite lo que se asocia con sonido. Si se propaga en un medio elástico y continuo genera una variación local de presión o densidad, que se transmite en forma de onda esférica periódica o cuasi periódica. Mecánicamente las ondas sonoras son un tipo de onda elástica.
Sonido:el sonido implica un fenómeno vinculado a la difusión de una onda de características elásticas que produce una vibración en un cuerpo, aun cuando estas ondas no se escuchen.
Movimiento armónico simple: El movimiento armónico simple es un movimiento periódico de vaivén, en el que un cuerpo oscila de un lado al otro de su posición de equilibrio, en una dirección determinada, y en intervalos iguales de tiempo. Por ejemplo, es el caso de un cuerpo colgado de un muelle oscilando arriba y abajo. El objeto oscila alrededor de la posición de equilibrio cuando se le separa de ella y se le deja en libertad. En este caso el cuerpo sube y baja.
Amplitud: En una onda sonora la amplitud es la sobre presión atmosférica y por tanto las unidades para la amplitud de una onda sonora pueden ser el pascal, el milibar o cualquier otra unidad de presión. Para una onda mecánica o una vibración la amplitud es un desplazamiento y tiene unidades de longitud.
Frecuencia: La frecuencia es la medida del número de repeticiones de un fenómeno por unidad de tiempo. La frecuencia de patrones ondulatorios como el sonido, las ondas electromagnéticas (como la radio o la luz), las señales eléctricas, u otras ondas, indica el número de ciclos de la onda repetitiva por segundo
Periodo: : Es el número de ciclos producidas por segundo. La frecuencia se indica
con la letra f minúscula. Se mide en ciclos / segundo o Hertz (Hz). Coincide con el
número de oscilaciones por segundo que realiza un punto al ser alcanzado por las
ondas y comparte una relación inversa con el periodo
Longitud de onda: : Podemos definir la longitud de onda como la distancia que recorre
una onda en un período de tiempo T. La longitud de onda está relacionada con la
frecuencia f (inversa del período T) por medio de la velocidad de propagación del
sonido ( C = 342 m/s ) , de manera que c = · f. Las ondas sonoras tienen longitudes
de onda de entre 2 cm y 20 m aproximadamente. También podemos definir la longitud
de onda como la distancia entre dos puntos que en el mismo instante están a la misma
distancia de su posición de equilibrio, (dicho de otro modo, distancia entre dos puntos
que vibran del mismo modo).
Velocidad de onda: La velocidad a la que se propaga la onda depende tanto del tipo de onda como del medio por el que esta se propaga... Por ejemplo, en el vacío las ondas electromagnéticas se propagan a la velocidad de la luz; es decir, a 300.000 km/s. En el caso del sonido en el aire, su velocidad de propagación es de 343 m/s.
Tipos de ondas
Ondas mecánicas: las ondas mecánicas necesitan un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso) para propagarse. Las partículas del medio oscilan alrededor de un punto fijo, por lo que no existe transporte neto de materia a través del medio. Como en el caso de una alfombra o un látigo cuyo extremo se sacude, la alfombra no se desplaza, sin embargo una onda se propaga a través de ella. La velocidad puede ser afectada por algunas características del medio como: la homogeneidad, la elasticidad, la densidad y la temperatura. Dentro de las ondas mecánicas tenemos las ondas elásticas, las ondas sonoras y las ondas de gravedad.
Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio, por lo tanto pueden propagarse en el vacío. Esto es debido a que las ondas electromagnéticas son producidas por las oscilaciones de un campo eléctrico, en relación con un campo magnético asociado. Las ondas electromagnéticas viajan aproximadamente a una velocidad de 300 000 km por segundo, de acuerdo a la velocidad puede ser agrupado en rango de frecuencia. Este ordenamiento es conocido como Espectro Electromagnético, objeto que mide la frecuencia de las ondas.
Ondas gravitacionales: las ondas gravitacionales son perturbaciones que alteran la geometría misma del espacio-tiempo y aunque es común representarlas viajando en el vacío, técnicamente no podemos afirmar que se desplacen por ningún espacio, sino que en sí mismas son alteraciones del espacio-tiempo.
¿Como se generan las ondas sonoras?
Las ondas sonoras longitudinales se producen como consecuencia de una perturbación periódica en el aire. El oído humano actúa como receptor de estas ondas sonoras periódicas, percibiéndolas como sonido. El cuerpo sonoro puede vibrar longitudinal o transversalmente.
¿De que depende la velocidad del sonido?
¿Cual es la diferencia entre las ondas mecánicas y las ondas electromagnéticas?
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https://www.youtube.com/watch?v=bUSFYTHfvYQ
https://www.youtube.com/watch?v=cYERFeYaVzs
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