Experimento para mostrar cómo viaja el sonido a través de diferentes materiales
El sonido viaja a distintas velocidades según el medio por el que se desplace. De los tres medios (gas, líquido y sólido), las ondas sonoras viajan más despacio a través de los gases, más rápido a través de los líquidos y más rápido a través de los sólidos. La temperatura también afecta a la velocidad del sonido.
La velocidad del sonido depende de las propiedades del medio que atraviesa. Cuando observamos las propiedades de un gas, vemos que sólo cuando las moléculas chocan entre sí pueden desplazarse las condensaciones y rarefacciones de una onda sonora. Por tanto, tiene sentido que la velocidad del sonido tenga el mismo orden de magnitud que la velocidad molecular media entre colisiones. En un gas, es especialmente importante conocer la temperatura. Esto se debe a que a temperaturas más bajas, las moléculas chocan más a menudo, lo que da a la onda sonora más oportunidades de moverse rápidamente. A la temperatura de congelación (0º C), el sonido viaja por el aire a 331 metros por segundo (unos 740 mph). Pero a 20ºC, la temperatura ambiente, el sonido viaja a 343 metros por segundo (767 mph).
¿Puede el sonido viajar por el aire?
Las ondas sonoras necesitan viajar a través de un medio como los sólidos, los líquidos y los gases. Las ondas sonoras se mueven a través de cada uno de estos medios haciendo vibrar las moléculas de la materia. Las moléculas de los sólidos están muy empaquetadas. Las de los líquidos no están tan apretadas. Y las de los gases están muy poco empaquetadas. Esto permite que el sonido viaje mucho más rápido a través de un sólido que de un gas. El sonido viaja cuatro veces más rápido y más lejos en el agua que en el aire. Por eso las ballenas pueden comunicarse a grandes distancias en los océanos. Las ondas sonoras viajan unas trece veces más rápido en la madera que en el aire. También viajan más rápido en los días más calurosos, ya que las moléculas chocan entre sí más a menudo que cuando hace frío.
Pregunta a los alumnos si el sonido viaja mejor en los sólidos, en los líquidos o en los gases. Pídeles que comenten ejemplos de ocasiones en las que hayan escuchado cosas a través de los distintos medios. (Pida a los alumnos que demuestren los tres estados diferentes de la materia y cómo pasaría una vibración a través de ellos. Divida a los alumnos en tres grupos y modifique rápidamente la vibración que atraviesa los diferentes estados de la materia. El (grupo de gases: los alumnos se colocan muy separados, es difícil que se muevan o empujen; grupo de líquidos: están muy juntos pero no muy apretados, la información se transmite mejor, sólidos: los alumnos están muy apretados y la vibración atraviesa fácilmente todas las moléculas)
Qué necesita el sonido para viajar
Medidas del sonidoCaracterísticasSímbolos Presión sonora p, SPL,LPA Velocidad de las partículas v, SVL Desplazamiento de las partículas δ Intensidad sonora I, SIL Potencia sonora P, SWL, LWA Energía sonora W Densidad de energía sonora w Exposición sonora E, SEL Impedancia acústica Z Frecuencia de audio AF Pérdida de transmisión TL
La velocidad del sonido es la distancia recorrida por unidad de tiempo por una onda sonora al propagarse por un medio elástico. A 20 °C (68 °F), la velocidad del sonido en el aire es de unos 343 metros por segundo (1.125 pies/s; 1.235 km/h; 767 mph; 667 kn), o un kilómetro en 2,91 s o una milla en 4,69 s. Depende en gran medida de la temperatura, así como del medio por el que se propaga una onda sonora. A 0 °C (32 °F), la velocidad del sonido en el aire es de unos 331 m/s (1.086 pies/s; 1.192 km/h; 740 mph; 643 kn)[1].
En el lenguaje coloquial, la velocidad del sonido se refiere a la velocidad de las ondas sonoras en el aire. Sin embargo, la velocidad del sonido varía de una sustancia a otra: normalmente, el sonido viaja más lentamente en los gases, más rápido en los líquidos y más rápido en los sólidos. Por ejemplo, mientras que el sonido viaja a 343 m/s en el aire, lo hace a 1.481 m/s en el agua (casi 4,3 veces más rápido) y a 5.120 m/s en el hierro (casi 15 veces más rápido). En un material excepcionalmente rígido como el diamante, el sonido se desplaza a 12.000 metros por segundo (39.000 pies/s),[2] unas 35 veces su velocidad en el aire y lo más rápido que puede viajar en condiciones normales.
Cuando el sonido viaja por el aire
Los alumnos exploran cómo se mueven las ondas sonoras a través de líquidos, sólidos y gases en una serie de sencillos experimentos sobre la energía del sonido. Comprender las propiedades del sonido y cómo se desplazan las ondas sonoras ayuda a los ingenieros a determinar la mejor forma de la sala y los mejores materiales de construcción a la hora de diseñar estudios de grabación de sonido, aulas, bibliotecas, salas de conciertos y teatros.
Los ingenieros de sonido y acústica saben que la forma de una sala y sus materiales influyen en gran medida en el desplazamiento de las ondas sonoras. Los estudios de grabación se diseñan en cabinas insonorizadas para que la música grabada no contenga ningún ruido externo no deseado. Las bibliotecas se diseñan para reducir los ruidos que se introducen, con el fin de garantizar un entorno de aprendizaje silencioso y sin distracciones. Las salas de conciertos están diseñadas para que el sonido generado en el escenario se desplace hasta el fondo del espacio sin distorsionarse.
La energía está presente siempre que hay objetos en movimiento, sonido, luz o calor. Cuando los objetos chocan, la energía puede transferirse de un objeto a otro, cambiando así su movimiento. En estas colisiones, parte de la energía suele transferirse también al aire circundante; como resultado, el aire se calienta y se produce sonido.Acuerdo de alineación: