Ondas De Sonido

Ondas de sonido

Rapidez de las ondas de sonido

La rapidez de las ondas en un medio depende de la compresibilidad y de la desnidad del medio; si éste es un líquido o un gas y tiene un módulo volumétrico B y densidad "p", la rapidez de ls ondas sonoras en dicho medio es de: velocidad es igual a la raíz cuadrada de el módulo volumétrico "B" entre la densidad.

Para ondas longitudinales en una barra sólida de material la rapidez depende del módulo de Young "Y" y de la densidad "p".

La rapidez del sonido depende del tipo de material en el que se encuentra. En la siguiente tabla se muestra la rapidez del sonido en distintos tipos de materiales.

Medio Velocidad (m/s)

Hidrógeno 1286

Helio 972

Aire (20 °C) 343

Aire (0°C) 331

Oxígeno 31

Gases

Líquidos a 25 °C

Medio Velocidad (m/s)

Glicerol 1904

Agua de mar 1533

Agua 1493

Mercurio 1450

Queroseno 1324

Alcohol metílico 1143

Tetracloruro de mercurio 926

Sólidos

Medio Velocidad (m/s)

Vidrio Pyrex 5640

Hierro 5950

Aluminio 6420

Latón 4700

Cobre 5010

Oro 3240

Lucita 2680

Plomo 1960

caucho 1600

Ondas sonoras periodicas

Si consideramos las expansiones y compresiones en un tubo acústico veremos que los desplazamientos del aire, respecto a su posición de equilibrio en cada punto, son en la dirección de propagación de la onda y están dados por:

Donde el desplazamiento de Smax representa el desplazamiento máximo a partir del equilibrio (la amplitud del desplazamiento), k es el numero de frecuencia angular y w es la frecuencia angular del émbolo; el desplazamiento del medio es a lo largo del eje x (la dirección de desplazamiento e la onda sonora) lo que significa que se está describiendo una onda longitudinal.

La variación de la presión del gas es ^P medida desde su valor de equilibrio también es periódica y está dada por:

Así pues se tiene que

Donde WSmax es la velocidad máxima del medio frente al émbolo.

Así pues una onda sonora puede considerarse como una onda de desplazamiento o una onda de presión.

A partir de la definición de modulo volumétrico vemos que la variación de presión en un gas es:

Si el desplazamiento es la función senoidal simple encontramos que:

Puesto que el modulo volumétrico está dado por

y tomando

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