Diferencia entre revisiones de «Ondas Longitudinales: Sonido»

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== Onda sonora tridimensional, onda sonora bidimensional ==
Las ondas tridimensionales se propagan en las tres direcciones, también se conocen como ondas esféricas, ya que sus frentes de onda son esferas concéntricas que salen de la misma fuente de perturbación, expandiéndose en todas las direcciones, por ejemplo, el sonido y la luz.
 
Las ondas bidimensionales se propagan en dos direcciones, pueden propagarse en cualquiera de las direcciones de un a superficie, por lo que también son conocidas como ondas superficiales, por ejemplo la onda que se produce cuando se deja caer una piedra en un tanque de agua.
 
== Intensidad de la onda ==
El concepto de transporte de energía se aplica también para ondas sonoras. La intensidad se define como la rapidez a la cual la energía transportada por la onda se transfiere a través de una unidad de área perpendicular a la dirección de viaje de la onda.
 
<math>I={P \over A}</math>
 
donde <math>P</math>es la potencia y <math>A</math>es el área.
 
Si la potencia (rapidez con la que se transfiere energía) es <math>P= {1 \over 2}\rho Avw^2s^2_{max}</math>
 
Entonces la intensidad es <math>P={1 \over 2}\rho vw^2s^2_{max}</math>
 
== Ondas estacionarias: tubos sonoros ==
El modelo de onda bajo condiciones frontera también se aplica en tubos sonoros. Las ondas estacionarias son producto de la interferencia entre dos ondas longitudinales que viajan en direcciones opuestas.
 
Un extremo cerrado de un tubo corresponde a un nodo de desplazamiento, ya que la frontera no permite el desplazamiento longitudinal de las partículas. Para la presión, corresponde a un antinodo.
 
Para que se produzca una onda estacionaria en un tubo abierto, se necesita que la onda se refleje en la frontera y cause una superposición. Aunque sea el mismo medio, el aire dentro del tubo está comprimido, mientras que el aire fuera del tubo es libre, este distintivo es suficiente para que exista una reflexión y por tanto, se forme la onda estacionaria.
 
El procedimiento para encontrar las frecuencias de los tubos es similar al usado en cuerdas.
 
Para un tubo semiabierto
 
Para un tubo semicerrado
 
En un tubo abierto en ambos extremos, las frecuencias normales son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental
 
<math>f_n=n{v \over 2L}</math>
 
En un tubo cerrado en un extremo, las frecuencias normales son múltiplos enteros impares de las frecuencia fundamental
 
<math>f_n=(2n-1){v \over 2L}</math>
 
== Principio de superposición, interferencia espacial y temporal de las ondas sonoras ==
El principio de superposición en ondas sonoras se adecúa al estudiado en cuerdas, ondas que viajan en diferentes sentidos con la misma frecuencia, un ejemplo claro son las ondas estacionarias en tubos de aire.
 
Ahora consideraremos otro tipo de interferencia, una en donde la frecuencias de las ondas difiere una de la otra, en este caso las ondas estarán fuera de fase, es decir hay alternación temporal.
 
Lo anterior hace que exista interferencia constructiva y destructiva. A este fenómeno se le conoce como interferencia temporal. La frecuencia resultante es la diferencia de frecuencias entre las dos ondas que se sobreponen.
 
Aquellos puntos en los que las ondas se encuentran en fase entre ellas, son máximos, es decir hay interferencia constructiva, aquellos en los que se observa un desfase de 90°, son mínimos, es decir, interferencia destructiva.
 
== Efecto Doppler ==
Cuando un receptor y una fuente de sonido están en movimiento relativo, la frecuencia escuchada por el receptor no es la misma que la frecuencia emitida por la fuente. La frecuencia escuchada está dada por
 
<math>f_r=f_s{v+v_r \over v+v_s}</math>
 
<math>f_r</math>es la frecuencia escuchada
 
<math>f_s</math> es la frecuencia de la fuente
 
<math>v_r</math> es la velocidad del receptor
 
<math>v_s</math> es la velocidad de la fuente
 
== Anexos ==
=== Véase también ===
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