Guianº2_FÃsica_LCCP_1ºMedio

LICEO CARMELA CARVAJAL DE PRAT
PROVIDENCIA
DPTO DE FÍSICA
Guía de Aprendizaje Nº2
Fecha de edicion: 13 de septiembre 2011
Nombre Alumna: Srta. ........................................................................Curso :1o_____ Nºlista______
SECTOR:
FÍSICA
Nivel/curso: 1º Medio
PROFESORAS:
Eliana Flores/ Macarena Soto
eliana.flores@usach.cl/ macarena.sotoa@usach.cl
UNIDAD TEMÁTICA: El sonido
CONTENIDO:
Propagación del sonido
APRENDIZAJE ESPERADO: reconocen que el comportamiento de objetos muy diversos (cuerdas,
láminas, aire en cavidades, los diferentes instrumentos musicales)
puede tener un origen común (la vibración);
TIEMPO PARA DESARROLLO: 90 min
PLAZO DE ENTREGA: 5 días a contar de la fecha de publicación
Instrucciones:
1) Lea atentamente la siguiente guía de trabajo y responda las preguntas planteadas .
2) Para resolver los problemas numéricos debes tener presente los siguientes aspectos:
a) Datos: identificar magnitudes, unidades y transformar si es necesario.
b) Fórmula: reconocer fórmula a utilizar y explicitarla.
c) Desarrollo del problema: presentar todo el procedimiento de resolución sin omitir pasos.
d) Respuesta: presentar una respuesta cuantitativa y cualitativa, por ejemplo: la velocidad del móvil
es 20[m/s] y se mueve hacia la derecha.
3) Envía tu guía desarrollada en el plazo establecido al e-mail de tu profesora correspondiente,
indicando en la referencia tu curso, nombre y número de guía. Por ejemplo: 1ºA- María Pérezmódulo 1.
Sonido
¿En qué consiste el sonido?
Al golpear un diapasón, o un tambor, o al hablar, se produce sonido. ¿Qué hay en común en las tres
experiencias?. En toda hemos producido una vibración(del metal del diapasón, de la membrana del tambor, de
las cuerdas vocales). Al vibrar, el diapasón empuja a las partículas del aire (o del medio en que se encuentre),
comprimiéndolo y expandiéndolo sucesivamente . Esta vibración se transmite a través del medio. En eso
consiste el sonido.
La onda sonora tiene las siguientes características: .
- Es una onda mecánica, necesita un medio material (partículas que vibren) para propagarse.
No podrá transmitirse en el vacío.
- Es longitudinal. La dirección de vibración es paralela a la dirección de propagación.
Velocidad de propagación del sonido.
La onda sonora necesita un medio material para poder propagarse (es una onda mecánica). Dependiendo del
medio, se propagará con mayor o menor rapidez. Incluso en un mismo medio, como el aire, la velocidad de
transmisión depende de la temperatura.
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Velocidad del sonido en distintos medios(20 °C).
Aire………………… 344 m/s
Etanol………………1200 m/s
Agua………………. 1498 m/s
Vidrio……………… 5170 m/s
Aluminio…………...5000 m/s
Hierro………………5120 m/s
Reflexión del sonido: Eco y reverberación.
El sonido, como toda onda, puede sufrir reflexión cuando encuentra un obstáculo. Esto hace que a nuestro oído
puedan llegar varias veces los mismos sonidos(el original y las reflexiones con la
paredes de la habitación). Esto se conoce como reverberación. Puede resultar molesto en habitaciones
grandes(decimos que la voz retumba).
Nuestro oído sólo puede distinguir dos sonidos como diferentes si los oímos separados al menos una décima
de segundo. En ese tiempo el sonido puede recorrer 34 metros. Si el obstáculo está situado a más de 17
metros, cuando el sonido reflejado llegue a nuestro oído, lo entenderá como un sonido diferente a nuestra voz.
Decimos entonces que hay eco.
Tono y timbre de un sonido:
El tono es la característica del sonido que nos indica si este es agudo(tono alto) o grave(tono bajo).
La magnitud física que determina el tono es la frecuencia(f) del sonido. Una frecuencia alta significa un sonido
agudo. Una frecuencia baja, un sonido grave.
Sin embargo, cuando escuchamos la misma nota musical(un piano y un violín, por ejemplo), suenan de forma
distinta, y podemos distinguir a qué instrumento pertenecen. Esto se debe a que todo instrumento musical, al
vibrar, produce muchas ondas al mismo tiempo, de múltiples frecuencias, llamadas armónicos. El armónico
fundamental es el que nos da la nota musical, y el resto de los armónicos le dan al sonido las características
propias del instrumento. Estos armónicos secundarios constituyen el timbre del sonido.
Ultrasonidos e infrasonidos
El oído humano es capaz de percibir sonidos comprendidos entre 16 Hz y 20000 Hz de frecuencia
Por debajo de la frecuencia mínima(infrasonidos), no somos capaces de oír las vibraciones. Pueden
producirse infrasonidos intensos por el viento, o en los momentos previos a un terremoto.si bien no los oímos,
estas vibraciones pueden afectar a órganos internos y a terminaciones nerviosas,lo que origina malestar e
irritabilidad.
Por encima del 20kHz se sitúan los ultrasonidos. Existen especies animales(perros, murciélagos,
delfines, por ejemplo) que son capaces de distinguir frecuencias más elevadas que el hombre. Los ultrasonidos
de muy alta frecuencia transmiten mucha energía y pueden concentrarse en un punto con mucha facilidad, por
lo que son utilizados en comunicaciones, en medicina(para romper cálculos de riñón), etc.
Intensidad de una onda sonora. Escala de decibeles(dB)
La intensidad de una onda es la energía que propaga el frente de onda por cada unidad de
superficie.En el sistema internacional(S.I) se mide en [J·s-1·m-2] = [W/m2]. Ya hemos estudiado que, al ampliarse
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el frente de onda, la energía se reparte y, por tanto, la intensidad disminuye. La intensidad depende de la
amplitud de la onda. Mayor amplitud significa mayor intensidad.
Para medir la intensidad se usa una magnitud, el nivel de intensidad(β). La unidad de β es el
decibel(dB), en honor a A.G.Bell, inventor del teléfono.
En la escala decibélica que aparece en la tabla, cada aumento de 10 dB supone un sonido 10
veces más intenso. Un aumento de 20 dB será un sonido 100 veces más intenso ,y así sucesivamente.
Fuente sonora
Respiración
Murmullo de hojas
Susurros a 5 [m]
Casa tranquila
Oficina tranquila
Voz humana a 1[m]
Tráfico intenso
Fábrica, compresor
Ferrocarril
Grandes altavoces a 2 [m]
Avión despegando
intensidad en decibeles (dB)
0 (Umbral de audición)
10
20
30
40
50
60
70
80 (molestias auditivas)
100
120(umbral de dolor)
140
Contaminación sonora
Está comprobado que el ruido afecta al oído y el sistema nervioso. Es causa de sordera,
trastornos psicológicos, irritabilidad, estrés , bajo rendimiento, dificultades para dormir….cuando en una
zona el nivel de intensidad del ruido es tal que afecta a la salud, se habla de que padece contaminación
sonora.
El tráfico, las obras en construcción, bares, discotecas, son focos de contaminación sonora.
Una exposición continuada a un sonido de intensidad superior a 80 dB producen daños a la salud. Existe
una legislación sobre contaminación sonora que pretende disminuir el efecto del ruido. Por ejemplo, el
horario de cierre de locales de ocio, la insonorización de los mismos con materiales absorbentes(no debe
salir al exterior una intensidad mayor de 65 dB), regulación del nivel de vehículos, etc.
Test: Ondas y sonido
Curso: 1° Medio
1) La figura muestra un resorte que se hace oscilar en un extremo. Lo que se observa es un pulso:
a) transversal
b) longitudinal
c) circular
d) elíptico
2)
La figura muestra un resorte que se hace oscilar desde un extremo. Lo que se observa es una propagación de
una onda:
a) transversal
b) longitudinal
c) circular
d) elíptica
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3) Un tambor es golpeado por los palillos del tamborista generándose un sonido. El sonido que se emite tiene igual:
a) frecuencia con que vibran los palillos después del golpe
b) frecuencia con que se golpea con los palillos al tambor
c) frecuencia con que vibra la membrana del tambor
d) la frecuencia de los pasos del tamborista.
4) Una batería de una banda de rock tiene platillos de diferentes diámetros. Al golpearlos con la misma fuerza, el
baterista logra sonidos de:
a) diferente altura
b) diferente intensidad
c) igual tono
d) igual timbre
5) El objeto de que una zampoña, como la de la figura, esté construida con tubos de diferentes longitudes es
producir sonidos:
a) con diferentes tonos
b) con diferentes intensidades
c) con igual frecuencia
d) con igual timbre.
6) Dos sonidos que poseen igual frecuencia y llegan con igual intensidad a un observador se pueden
diferenciar por su:
a) altura
b) tono
c) timbre
d) longitud de onda.
7) Un diapasón emite un sonido cuya frecuencia es de 256 Hz. Para que el sonido que se emita tenga la
máxima intensidad (considere la velocidad del sonido 340 m/s) la longitud de su caja de resonancia
debe ser unos:
a) 15 cm
b) 25 cm
c) 35 cm
d) 50 cm
e) 70 cm
8) La figura muestra cuatro diapasones diferentes. Se experimenta golpeándolos uno después del otro, de
derecha a izquierda. Respecto a la altura del sonido que cada diapasón emite:
a) aumenta
b) permanece igual
c) disminuye
d) no se puede concluir nada con respecto a la altura.
9) Un diapasón se hace vibrar cerca de una vela. La llama de la vela se desvía como muestra la figura. Esto
es una evidencia que el sonido:
a) es una onda transversal
b) es una onda longitudinal
c) se difracta
d) se refleja.
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El gráfico muestra los sonidos de tres instrumentos musicales: diapasón, flauta y violín. Usando esa
información responda a las preguntas 10, 11, 12, 13 y 14.
10) Con relación a las longitudes de ondas que
emite cada instrumento:
a) todas son iguales
b) es mayor la del diapasón
c) es mayor la de la flauta
d) es mayor la del violín.
11) Con relación al timbre, se puede decir que:
a) son diferentes
b) son iguales
c) es más agudo el del violín
d) no se puede saber con esa información
12) Con relación a las intensidades, se puede decir que:
a) son iguales
b) es menor la del diapasón
c) es mayor la del diapasón
d) es menor la de la flauta.
13) El sonido que esta compuesto por una menor superposición de ondas es:
a) el emitido por el diapasón
b) el emitido por la flauta
c) el emitido por el violón
d) el emitido por la flauta y el violín
.
14) Respecto a la velocidad de las ondas que emiten cada instrumento:
a) son todas iguales
b) es mayor la del diapasón
c) es mayor la de la flauta
d) es mayor la del violín.
15) Un buque emite un sonido para determinar la profundidad de del agua donde se encuentra (ver figura).
El fenómeno que se produce al incidir la onda sonora sobre el fondo marino y que le permitirá al sonar
determinar la profundidad es:
a) reflexión
b) refracción
c) difracción
d) interferencia
16.-¿Cuál de las siguientes aseveraciones es Falsa?
A) La frecuencia de una onda sonora se relaciona con el tono del sonido
B) La amplitud de la onda sonora se relaciona con la intensidad del sonido
C) La velocidad de una onda sonora en el aire es mayor que en el agua
D) La velocidad de la onda sonora depende de la elasticidad del material
E) Todas las anteriores
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Bibliografía
Ciencias físicas 1 Paul Hewitt
Pro física
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