Movimiento Ondulatorio y Sonido

Movimiento ondulatorio

• El movimiento ondulatorio es la propagación de una perturbación con velocidad finita sin transporte neto de materia.
• Las ondas se clasifican en electromagnéticas (no necesitan un medio para propagarse, ej: luz) y mecánicas (necesitan un medio material para propagarse, ej: sonido).
• Magnitudes relevantes: Frecuencia (f), número de vibraciones completas por segundo (Hz), longitud de onda (λ), distancia recorrida por una onda durante un período, y elongación (p), desplazamiento del punto en vibración respecto a su posición de equilibrio. La amplitud (A) es la elongación máxima.

Sonido

• El sonido es una onda mecánica producida por la vibración del medio elástico.
• Es una variación periódica de presión sobre la presión atmosférica percibida por el oído humano.

Reflexión y Refracción

• Un campo acústico libre es aquel donde el sonido se propaga sin reflexiones (ej: cámara anecoica).
• La reverberación es la persistencia del sonido en un lugar no libre debido a la reflexión en superficies.
• La presión sonora de varias fuentes se suma logarítmicamente.

Decibelio (dB)

• El rango de audición humana es amplio (10^-12 - 10^2 W/m^2).
• Se utiliza una escala logarítmica para medir la intensidad del sonido.
• El valor 0 corresponde a la intensidad umbral (10^-12 W/m^2).
• Cada unidad en la escala es una multiplicación por diez de la intensidad sonora.
• El rango dinámico de la audición humana es de 0 a 140 dB.
• La expresión matemática para el nivel de intensidad sonora (Li) en dB es: Li = 10log(I/I0).
• El nivel de potencia sonora (Lw) se formula como: Lw = 10log(W/W0), donde W es la potencia sonora y W0 es la potencia sonora de referencia (10^-12 W).
• El nivel de presión acústica o sonora (Lp) es la medida más utilizada, expresada como: Lp = 20log(P/P0), donde P es la presión acústica y P0 es el nivel umbral de audición (20 μPa).
• El nivel de ruido de una máquina sola (Lm) se calcula restando el nivel de ruido de la máquina en funcionamiento (Lt) con el nivel de ruido de fondo (Lf): Lm = Lt - Lf.

Sensación sonora

• El oído humano detecta variaciones de presión acústica entre 20 μPa y 200.000.000 μPa, con frecuencias entre 20 y 20.000 Hz.
• El espectro auditivo humano es diferente al de otros animales.
• La sensación sonora depende de la presión sonora y la frecuencia.

Curvas de igual sensación sonora (Fletcher y Munson)

• Indican los valores de nivel de presión acústica y frecuencia que equivalen a la misma sensación sonora.
• Se basan en comparaciones subjetivas con un sonido estándar de 1.000 Hz.
• El oído humano se comporta de manera no lineal; es más sensible a frecuencias específicas.
• De 20 a 1.000 Hz: Zona de atenuación.
• De 1.000 a 5.000 Hz: Zona de amplificación.
• De 5.000 Hz en adelante: Zona de atenuación.
• La curva más baja representa el umbral de audición.

Fonos y Sonios

• Dos sonidos con la misma intensidad pero diferentes frecuencias generan sensaciones distintas.
• Se utiliza el fono para caracterizar el nivel isosónico, teniendo en cuenta la presión sonora y la frecuencia.
• Un sonido tiene "n" fonos si su sensación es equivalente a la de un sonido puro de 1.000 Hz y "n" dB de presión.
• El sonio mide la impresión sónica subjetiva.
• Un sonio es la sensación de un sonido con 40 fonos.

Escalas de ponderación en frecuencia

• Se utilizan filtros en los sonómetros para aproximar la respuesta del dispositivo a la del oído humano.
• Se utilizan cinco escalas de ponderación: A, B, C, D y U.
• La escala A se utiliza para niveles bajos de presión sonora y simula la respuesta del oído a frecuencias bajas.
• Las otras escalas se usan para diferentes tipos de ruido y efectos.
• La escala U se utiliza para medir sonidos audibles junto a ultrasonidos.

Clases de ruido

• Los ruidos se clasifican como continuos o de impacto según su duración.
• Ruido continuo: Intensidad variable pero constante en el tiempo (ej: martillos neumáticos).

Este cuestionario explora los conceptos fundamentales del movimiento ondulatorio, incluyendo la clasificación de ondas y sus magnitudes relevantes. También se analiza el sonido como una onda mecánica, así como los fenómenos de reflexión y refracción. Prueba tus conocimientos sobre estos temas esenciales de la física.