Energía, Ondas y Sonido: Fundamentos de Física

Energía

La energía le permite a un sistema o a un cuerpo realizar un trabajo.

La pérdida de energía es una transformación de la energía cinética de las partículas en otros tipos de energía, como la calórica.

Propiedades de las Ondas

Las propiedades de las ondas son fenómenos que se presentan en todas las ondas.

Difracción

Encuentro de la onda con un obstáculo que tiene un orificio; las ondas pasan a través de él y se propagan en todas las direcciones.

Reflexión

Cambio de dirección que experimentan las ondas cuando chocan contra un obstáculo sin atravesarlo. La onda colisiona contra un objeto y rebota.

Elementos de la Reflexión

• Onda incidente: Llega al obstáculo.
• Normal: Recta perpendicular a la onda.
• Onda reflejada: Después de la reflexión, se aleja del obstáculo.
• Ángulo de incidencia: Entre el rayo incidente y la normal o recta perpendicular al obstáculo.
• Ángulo de reflexión: Entre la normal y el rayo reflejado.

Refracción

Modificación en la dirección de las ondas cuando pasan de un medio material a otro.

Esto se debe al cambio en la velocidad de propagación de las ondas de acuerdo con el medio atravesado.

Elementos de la Refracción

• Normal: Recta perpendicular a la onda incidente.
• Onda incidente: La que cambia de un medio a otro.
• Ángulo de incidencia: Rayo incidente y normal a la superficie de separación de ambos medios.
• Onda refractada: Se propaga en el segundo medio.
• Ángulo de refracción: Rayo refractado y la normal a la superficie de separación de ambos medios.

Terremotos

Los terremotos son movimientos de la Tierra que se producen por la propagación de las ondas sísmicas, vibraciones que se transmiten a través de la Tierra.

Escalas de Medición

Escala de Richter

Mide la energía liberada durante un movimiento sísmico. Intensidad menor a 3.5 no se percibe, y con 5.5 hay daños en edificios.

Escala de Mercalli

Determina sus efectos destructivos de 1 a 12. Intensidad 3 es una vibración ligera en casas, y 10 produce daños estructurales graves.

Los terremotos causan problemas sociales, económicos y requieren métodos predictivos.

Sonido

Ruido: Mezcla aleatoria y confusa de sonidos.

Sonido: Fenómeno ondulatorio, resultado de ondas longitudinales que, al llegar a nuestro oído, provocan la vibración de la membrana del tímpano. Esa vibración se transmite por una cadena de huesecillos hasta el caracol.

Propagación del Sonido

Sucede en un medio material, varía según el medio de transmisión y transporta energía.

Propiedades del Sonido

• Intensidad: Cantidad de energía de las ondas (magnitud de vibración). Según su intensidad, los sonidos son fuertes o débiles.
• Tono: Frecuencia de la onda sonora. Según su tono, los sonidos son agudos o graves.
• Timbre: Cualidad que permite diferenciar entre sonidos emitidos por dos focos diferentes. Depende de la forma de la onda.

Efectos del Sonido

Efecto Doppler

Fenómeno en honor al físico Christian Doppler. Cuando un objeto se acerca a gran velocidad al oyente, el ruido se vuelve agudo, y cuando se aleja, es grave.

Eco

Aparente repetición del sonido provocada por la reflexión de las ondas sonoras cuando chocan contra un obstáculo.

Reverberación

Superposición o suma de las reflexiones de los sonidos que inciden en diferentes momentos en el lugar donde se encuentra el oyente.

Auditivamente, es una prolongación del sonido.

Factores que influyen:

• Distancia entre el oyente y la fuente del sonido.
• Naturaleza de las superficies que reflejan el sonido.