1. Ondas sonoras. Velocidad de propagación
Si has seguido el hilo de los temas anteriores, habrás comprendido que el sonido es una onda con unas cualidades. Si te fijas en este vídeo podrás ver cómo, si se desea, el sonido se puede ver.
| Vídeo de Manuel Ramírez Panatt alojado en Youtube |
Para entender esto, piensa en distintas situaciones como: cuando se golpea un tambor, se pellizca un arpa, se cae un bolígrafo, pasa un avión cerca de ti, se habla,…, en nuestro órgano sensor especializado, el oído, acontece una recepción de una onda que es interpretada por nuestro cerebro. Es decir que esas sensaciones nos conducen a un efecto psicofisiológico que denominamos sonido.
Es importante que entiendas que la transmisión de la información se realiza mediante ondas. Sabes que una de las funciones vitales de los seres vivos es la relación con el medio circundante, pues a través de la captación de las ondas sonoras se puede percibir lo que nos rodea, de ahí que tenga una vital importancia para una gran parte de los seres vivos, que incluso presentan órganos para producirlo, además de detectarlo.
| Vídeo de drvedia alojado en Youtube |
Si has visto las imágenes sobre la capacidad que presenta el ave lira de imitar sonidos, te habrá parecido cuanto menos curioso.
Pero centrémonos en el estudio del sonido.
Las ondas sonoras requieren un medio material para propagarse. Es decir, en el espacio nadie puede oír tus gritos, como se anunciaba en la película de 1979 Alien, el octavo pasajero dirigida por Ridle Scott.
| Vídeo de Espacio de César alojado en Youtube |
Como se muestra en el vídeo, al hacer el vacío el despertador deja de escucharse.
Al requerir de materia para su propagación, la onda sonora se clasifica como onda mecánica y, además, es una onda longitudinal. La propagación de la onda sonora consiste en sucesivas compresiones y dilataciones (vibraciones) del medio de propagación (aire, agua..) sufriendo este variaciones de presión.
Actividad
Se define el sonido como la sensación producida en el órgano sensor, oído, por la vibración de los cuerpos, transmitida por un medio elástico.
Actividad
En una onda de sonido la magnitud que se modifica es la presión del aire. En las ondas que hacen posible la emisión de programas de radio se trata de un campo electromagnético que varía de un punto a otro del espacio y en cada instante.
El sonido se propaga a través de los medios materiales. Podrá ser sólido, líquido o gaseoso.
La velocidad de propagación de la onda sonora dependerá de las características del medio, así pues se ve influencia por la elasticidad o rigidez del medio.
Recuerda: si el medio es homogéneo e isótropo la velocidad de propagación es la misma en todas las direcciones. La expresión matemática de la velocidad en función de las magnitudes que caracterizan a la onda sonora es: 
Tal y como vimos en el primer tema sobre las ondas:
- La velocidad de propagación del sonido depende de las características del medio en el que se propaga. La ecuación adjunta permite calcular la velocidad del sonido en diferentes gases:
(γ es el coeficiente adiabático, R la constante de los gases, T la temperatura absoluta y M la masa molar).
- En los sólidos, la velocidad de propagación depende de la densidad de éste y del modulo de Young (J)
- En los líquidos, al igual que en los sólidos depende de la densidad del fluido y de la compresibilidad del mismo, la magnitud que rige este último es el módulo de compresibilidad (B).
Es fácil deducir, que se propagan más rápidamente las ondas en los sólidos que en los gases, ya que en los primeros las partículas están más cerca.
Caso práctico
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Piensa en una guitarra, las cuerdas están tensas. Cualquier desplazamiento de la posición de equilibrio provoca una vibración y, por consiguiente, una onda.
Determina la velocidad de propagación de la onda producida al separar de la posición de equilibrio la cuerda de la guitarra, sabiendo que la densidad lineal de la cuerda es 4.77·10-4 kg/m y la tensión de la cuerda es de 80 N