IES Suel-El sonido

   

Si hacemos vibrar una regla o una goma, tal como muestran estos dibujos, se produce un sonido. Estos sonidos se perciben mejor cuando el extremo de la regla es corto o la goma está más tensa, porque vibran más rápido.


Siempre que hay un sonido es porque hay vibraciones (1) u oscilaciones (2).
(1) Vibración: movimiento que realiza un cuerpo de un lado a otro de su posición de equilibrio.
(2) Oscilación: vibración completa. Es el movimiento efectuado por un cuerpo desde uno de los extremos más alejados de suposición de equilibrio hasta el otro y vuelta al primero.



Para que escuchemos un sonido, algo tiene que vibrar entre 20 y 20000 veces por segundo. El número de veces que algo vibra por segundo recibe el nombre de frecuencia del sonido. Si vibra menos de 20 veces por segundo o más de 20000, no escucharemos la vibración: no percibiremos ningún sonido.



Los sonidos que escuchamos vibran entre 20 y 20000 veces por segundo. La frecuencia de un sonido es el número de vibraciones u oscilaciones que se efectúan en un segundo.


La unidad de medida de la frecuencia de un sonido es el hercio (Hz).
Si algo vibra 250 veces por segundo, se producirá un sonido con una frecuencia de 250 hercios.
Si una cosa vibra 19 veces en un segundo, o menos, no escucharemos nada. Si algo vibra 20001 veces, o más, tampoco. La frecuencia de un sonido está comprendida entre los 20 y los 20000 Hz.


Se producen sonidos audibles cuando un cuerpo vibra con una frecuencia comprendida entre 20 y 20000 Hz.

 

El sonido necesita un medio material de propagación. Los sonidos que oímos normalmente se producen por la vibración del aire. También podemos oír sonidos a través del agua, por ejemplo si buceamos.
Si no hay materia, si no hay "nada" que propague una vibración, no habrá sonido.

 

Astronautas en apuros

Pepe y Ana son dos astronautas que han salido al espacio para reparar una avería en el exterior de su nave. Pepe necesita que Ana le dé instrucciones, pero cuando estaba un poco lejos de ella se da cuenta que la radio que les comunica no funciona. Como tiene problemas con la radio de su traje, empieza a gritar y a mover los brazos, pero Ana, que lo ve desde lejos, no puede oírlo.
Finalmente, Ana se da cuenta de sus gestos, se acerca a él y junta su escafandra a la de su compañero. ¡Qué alivio, ahora ya pueden oírse! Es curioso: si se separan no oyen la voz del otro, pero si juntan los cascos ¡sí se oyen!

 

¿Qué es una escafandra?

1.   Un casco que cubre completamente la cabeza de los astronautas o algunos buzos.
2.   El casco de la nave espacial o el casco de un barco o un submarino.

¿Por qué Pepe no podía oír los gritos de Ana cuando estaban lejos y se averió la radio?

1.   Porque Pepe se quedó sordo al estar su cabeza en el vacío.
2.   Porque las escafandras impiden totalmente los sonidos (el sonido no puede atravesar el cristal).
3.   Porque entre ellos había vacío y el sonido no puede propagarse por el vacío.

Cuando Ana y Pepe juntan sus escafandras, ¿a través de qué medios viajó el sonido?

1.   El cristal y el vacío (fuera lo que hay es vacío)
2.   La frecuencia de la vibración
3.   Dos medios: el aire (del interior de las dos escafandras) y el cristal de las dos escafandras

¿Un sonido puede propagarse por un cristal?

1.   No
2.   Sí

¿Las ondas de radio pueden propagarse por el vacío?

1.   No. Sólo pueden propagarse por el aire.
2.   Sí
3.   Sí: únicamente pueden propagarse en el vacío.

¿A través de que medio material de propagación oímos normalmente los sonidos aquí en la Tierra?

1.   A través del aire
2.   A través del vacío
3.   Por el agua

¿Hay alguna diferencia entre las ondas de radio y las ondas sonoras?

1.   Sí: las de radio no necesitan un medio de propagación y las sonoras sí.
2.   No, ninguna diferencia.

¿Cómo pueden oír los auriculares de sus radios de comunicación? (cuando no está averíada)

1.   Muy fácil: dentro de las escafandras hay aire.
2.   Porque unos auriculares siempre se oirán: haya aire o vacío.
3.   Porque dentro de las escafandras hay vacío.

¿Las ondas sonoras pueden propagarse por el vacío?

1.   Sí
2.   No

¿Cómo oiríamos una explosión en el espacio exterior?

1.   Con algo de retraso (como ocurre con los fuegos artificiales)
2.   La oiríamos amplificada
3.   No podríamos oirla

¿Leyenda o realidad? Lo cierto es que sí que es posible percibir sonidos, si son lo bastante fuertes, a través del suelo. Además, la velocidad con que viaja un sonido a través de un sólido como el suelo es mayor que la velocidad a la que viaja por el aire: el sonido de una manada llega mucho antes por el suelo que por el aire.

Como ya hemos visto, para que haya sonido tiene que haber un medio de propagación. Este medio puede ser sólido (como la madera), líquido (como el agua de una piscina) o gaseoso (como el aire).
Cuentan que los indios americanos podían saber, a kilómetros de distancia, dónde se encontraban los bisontes que cazaban. Dicen que, incluso, calculaban con gran exactitud a qué distancia se encontraba la manada y a dónde se dirigía.

 

En un sonido hay unos “altibajos” en la presión del aire.En esta animación podemos ver muy bien qué ocurre con los gases como el aire. Las partículas se juntan (se comprimen) para luego separarse y después volverse a comprimir. Las partículas del aire, cuando hay un sonido, transmiten la perturbación a las partículas vecinas y la onda avanza. Pero el aire sigue en el mismo sitio.Fíjate bien en esta animación y no te dejes "hipnotizar". Observa lo que ocurre con cada punto: se mueve en la vertical y va de arriba a abajo y vuelta a empezar, pero no avanza hacia la derecha ni hacia la izquierda.

 

¿Qué se propaga en toda onda?

1.   Materia, pero no energía
2.   Energía, pero no materia
3.   Materia y energía

¿Los puntos negros avanzan en el sentido de la onda?

1.   No. Suben y bajan, pero no avanzan en la dirección de propagación de la onda.
2.   Sí. Avanzan hacia la derecha.
3.   Sí. Avanzan con la onda hacia adelante.

1. ¿Los puntos negros avanzan en el sentido de la onda?
   1.   No. Suben y bajan, pero no avanzan en la dirección de propagación de la onda.
   2.   Sí. Avanzan con la onda hacia adelante.
   3.   Sí. Avanzan hacia la derecha.
2. ¿Qué se propaga en toda onda?
   1.   Energía, pero no materia
   2.   Materia y energía
   3.   Materia, pero no energía
3. ¿Podemos decir que la onda avanza en alguna dirección?
1.   No. Una onda nunca avanza.
2.   Sí. En esta animación, la onda avanza hacia la derecha.
3.   Sí, porque la energía no se propaga nunca en una onda.

El sonido y la audición
En un sonido hay unos “altibajos” en la presión del aire. Cuando estos “altibajos” de presión llegan a nuestros oídos, producen vibraciones en el tímpano que se transmiten por la cadena de huesecillos y llegan al caracol. Allí se convierten en impulsos nerviosos, que el nervio auditivo capta y envía al cerebro, donde se transforman en una sensación sonora.

 

El sonido no se propaga siempre a la misma velocidad. En esta tabla puedes ver la velocidad (en metros / segundo) del sonido según viaje por diferentes medios. Podemos ver cómo viaja o se propaga mucho más rápido por el hierro y otros metales que por el aire. También va más rápido por el agua que por el aire.

 

Esta animación representa las ondas que se forman cuando agitamos una cuerda por un extremo. En las ondas como esta hay una perturbación que avanza, pero la cuerda, el medio material de propagación, no se desplaza. Lo mismo ocurre cuando el aire lleva a tu oído algún sonido.  

Decimos que el sonido se propaga por ondas porque el aire se comporta de forma semejante a lo que vemos en esta animación. Las partículas del aire se comprimen y se vuelven a separar.
Si tomas una cuerda y la agitas puedes hacer ondas como las de la animación. La perturbación avanza, pero la cuerda se queda en el mismo sitio. En cualquier onda, se propaga energía, pero el medio material no viaja.

 

 Si observamos objetos flotantes cuando hay ondas en el agua, notaremos que se mueven hacia arriba y hacia abajo, pero no se desplazan siguiendo la dirección de la onda. Los objetos flotando se desplazan verticalmente (suben y bajan), pero no avanzan.
En una onda se propaga energía pero no materia.

20 Hz

19 Hz

348 Hz

34289 Hz

18965

200000000 Hz

13527 Hz

3475 Hz

20001 Hz