Acústica    Presentación PowerPoint de Paul E. Tippens, Profesor de FísicaSouthern Polytechnic State University
Objetivos: Después de completar             este módulo deberá:• Calcular la intensidad y los niveles de  intensidad de so...
Definición de acústicaLa acústica es la rama de la ciencia que trata conlos aspectos fisiológicos del sonido. Por ejemplo,...
Ondas sonoras audibleA veces es útil reducir la clasificación del sonidoa aquellos que son audibles (los que se puedenescu...
Comparación de efectossensoriales con mediciones físicas        Efectos sensoriales    Propiedad física          Sonoridad...
Intensidad sonora (sonoridad)  La intensidad sonora es la potencia  transferida por una onda sonora por  unidad de área no...
Fuente isotrópica de sonidoUna fuente isotrópicapropaga el sonido en ondasesféricas crecientes, comose muestra. La intensi...
Comparación de intensidades sonorasLa relación de cuadrado inverso significa que un sonidoque está el doble de lejos es un...
Ejemplo 1: Un claxon pita con potenciaconstante. Un niño a 8 m de distancia escucha unsonido de 0.600 W/m2 de intensidad. ...
Ejemplo 1 (Cont.) ¿Cuál es la potencia de la    fuente? Suponga propagación isotrópica.        Dado: I1 = 0.60 W/m2;    r1...
Rango de intensidadesEl umbral auditivo es el mínimo estándar deintensidad para sonido audible. Su valor I0 es:  Umbral au...
Nivel de intensidad (decibeles)Debido al amplio rango de intensidades sonoras(de 1 x 10-12 W/m2 a 1 W/m2), se define unaes...
Ejemplo 2: Encuentre el nivel deintensidad de un sonido cuya intensidades 1 x 10-7 W/m2.             I          1 x 10-7 W...
Niveles de intensidad de sonidos comunes       20 dB         Hojas o        65 dB                    murmullo             ...
Comparación de dos sonidosCon frecuencia dos sonidos se comparan por nivelesde intensidad. Pero recuerde: los niveles dein...
Diferencia en niveles de intensidadConsidere dos sonidos con niveles de intensidad                     1y 2               ...
Ejemplo 3: ¿Cuánto más intenso es un sonido de 60 dB que uno de 30 dB?                                      I2            ...
Interferencia y pulsaciones  f                      +  f’      f f’                     =       Frecuencia de pulsaciones ...
El efecto Doppler  El efecto Doppler se refiere al aparente cambio en  frecuencia de un sonido cuando hay movimiento  rela...
Fórmula general para efecto Doppler          V v0f0   fs               Definición de términos:          V vs              ...
Ejemplo 4: Un niño en bicicleta se mueve alnorte a 10 m/s. Tras el niño hay un camiónque viaja al norte a 30 m/s. El claxo...
Ejemplo 4 (Cont.): Aplique ecuación Doppler.       vs = 30 m/s fs = 500 Hz v0 = -10 m/s                   V = 340 m/s     ...
Resumen de acústica  La acústica es la rama de la ciencia que trata conlos aspectos fisiológicos del sonido. Por ejemplo, ...
Resumen (continuación)Propiedades físicas mensurables que determinan  los efectos sensibles de sonidos individuales   Efec...
Resumen (Cont.)La intensidad sonora es la potencia transferidapor una onda sonora por unidad de área normal   a la direcci...
Resumen (Cont.)La relación de cuadrado inverso significa que unsonido que está el doble de lejos tiene un cuarto deintensi...
Resumen de fórmulas:     P                   I                                                     10 log                 ...
CONCLUSIÓN:  Acústica
Próxima SlideShare
Cargando en…5
×

Acustica

2.070 visualizaciones

Publicado el

Publicado en: Educación
0 comentarios
1 recomendación
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
2.070
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
52
Acciones
Compartido
0
Descargas
59
Comentarios
0
Recomendaciones
1
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Acustica

  1. 1. Acústica Presentación PowerPoint de Paul E. Tippens, Profesor de FísicaSouthern Polytechnic State University
  2. 2. Objetivos: Después de completar este módulo deberá:• Calcular la intensidad y los niveles de intensidad de sonidos y correlacionar con la distancia a una fuente.• Aplicar el efecto Doppler para predecir cambios aparentes en frecuencia debidos a velocidades relativas de una fuente y un escucha.
  3. 3. Definición de acústicaLa acústica es la rama de la ciencia que trata conlos aspectos fisiológicos del sonido. Por ejemplo,en un teatro o habitación, un ingeniero se preocupapor cuán claramente se pueden escuchar o transmitirlos sonidos.
  4. 4. Ondas sonoras audibleA veces es útil reducir la clasificación del sonidoa aquellos que son audibles (los que se puedenescuchar). Se usan las siguientes definiciones:• Sonido audible: Frecuencias de 20 a 20,000 Hz.• Infrasónico: Frecuencias bajo el rango audible.• Ultrasónico: Frecuencias arriba del rango audible.
  5. 5. Comparación de efectossensoriales con mediciones físicas Efectos sensoriales Propiedad física Sonoridad Intensidad Tono Frecuencia Forma de Calidad onda Las propiedades físicas son mensurables y repetibles.
  6. 6. Intensidad sonora (sonoridad) La intensidad sonora es la potencia transferida por una onda sonora por unidad de área normal a la dirección de propagación de la onda. P I A Unidades: W/m2
  7. 7. Fuente isotrópica de sonidoUna fuente isotrópicapropaga el sonido en ondasesféricas crecientes, comose muestra. La intensidad Iestá dada por: P P I 2 A 4 r La intensidad I diminuye con el cuadrado de la distancia r desde la fuente isotrópica de sonido.
  8. 8. Comparación de intensidades sonorasLa relación de cuadrado inverso significa que un sonidoque está el doble de lejos es un cuarto de intenso, y el queestá tres veces más lejos tiene un noveno de intensidad. I1 P P I1 I2 r1 4 r12 4 r22 r2 P 4 r12 I1 4 r22 I 2 I2 I1r12 I 2 r22Potencia constante P
  9. 9. Ejemplo 1: Un claxon pita con potenciaconstante. Un niño a 8 m de distancia escucha unsonido de 0.600 W/m2 de intensidad. ¿Cuál es laintensidad que escucha su madre a 20 m dedistancia? ¿Cuál es la potencia de la fuente? Dado: I1 = 0.60 W/m2; r1 = 8 m, r2 = 20 m 2 2 2 2 Ir 11 r1 Ir 11 Ir 2 2 or I2 2 I1 r 2 r2 2 2 8mI2 0.60 W/m I2 = 0.096 W/m2 20 m
  10. 10. Ejemplo 1 (Cont.) ¿Cuál es la potencia de la fuente? Suponga propagación isotrópica. Dado: I1 = 0.60 W/m2; r1 = 8 m I2 = 0.0960 W/m2 ; r2 = 20 m P I1 2 or P 4 r12 I1 4 (8 m) 2 (0.600 W/m 2 ) 4 r1 P = 7.54 W 2El mismo resultado se encuentra de: P 4 r I 2 2
  11. 11. Rango de intensidadesEl umbral auditivo es el mínimo estándar deintensidad para sonido audible. Su valor I0 es: Umbral auditivo: I0 = 1 x 10-12 W/m2El umbral de dolor es la intensidad máxima Ip queel oído promedio puede registrar sin sentir dolor. Umbral de dolor: Ip = 1 W/m2
  12. 12. Nivel de intensidad (decibeles)Debido al amplio rango de intensidades sonoras(de 1 x 10-12 W/m2 a 1 W/m2), se define unaescala logarítmica como el nivel de intensidad endecibeles: Nivel de I 10 log decibeles (dB) intensidad I0donde es el nivel de intensidad de un sonido cuya intensidad es I e I0 = 1 x 10-12 W/m2.
  13. 13. Ejemplo 2: Encuentre el nivel deintensidad de un sonido cuya intensidades 1 x 10-7 W/m2. I 1 x 10-7 W/m2 10log 10log -12 2 I0 1 x 10 W/m 5 10 log10 (10)(5) Nivel de intensidad: = 50 dB
  14. 14. Niveles de intensidad de sonidos comunes 20 dB Hojas o 65 dB murmullo Conversación normal Subterráneo 140- 100 dB 160 dB Motores jetUmbral de audición: 0 dB Umbral de dolor: 120 dB
  15. 15. Comparación de dos sonidosCon frecuencia dos sonidos se comparan por nivelesde intensidad. Pero recuerde: los niveles deintensidad son logarítmicos. ¡Un sonido que es 100veces más intenso que otro sólo es 20 dB mayor! Fuente 20 dB, 1 x 10-10 W/m2 A IB = 100 IA Fuente B 40 dB, 1 x 10-8 W/m2
  16. 16. Diferencia en niveles de intensidadConsidere dos sonidos con niveles de intensidad 1y 2 I1 I2 1 10 log ; 2 10 log I0 I0 I2 I1 I2 I1 2 1 10log 10log 10 log log I0 I0 I0 I0 I2 / I0 I2 2 1 10 log 2 1 10 log I1 / I 0 I1
  17. 17. Ejemplo 3: ¿Cuánto más intenso es un sonido de 60 dB que uno de 30 dB? I2 2 1 10 log I1 I2 I2 60 dB 30 dB 10 log y log 3 I1 I1 xRecuerde la definición: log10 N x significa 10 N I2 I2 log 3; 103 ; I2 = 1000 I1 I1 I1
  18. 18. Interferencia y pulsaciones f + f’ f f’ = Frecuencia de pulsaciones = f’ - f
  19. 19. El efecto Doppler El efecto Doppler se refiere al aparente cambio en frecuencia de un sonido cuando hay movimiento relativo de la fuente y el escucha. v Fuente sonora se mueve con vs f Observador Observador estacionario estacionarioLa persona izquierda escucha menor fdebido a más larga La persona derecha escucha mayor fdebido a más corta El movimiento afecta la f0 aparente.
  20. 20. Fórmula general para efecto Doppler V v0f0 fs Definición de términos: V vs f0 = frecuencia observadaLas rapideces se fs = frecuencia de fuente calculan como positivas para V = velocidad del sonidoacercamiento y v0 = velocidad del observador negativas para alejamiento vs = velocidad de la fuente
  21. 21. Ejemplo 4: Un niño en bicicleta se mueve alnorte a 10 m/s. Tras el niño hay un camiónque viaja al norte a 30 m/s. El claxon delcamión pita a una frecuencia de 500 Hz. ¿Cuáles la frecuencia aparente que escucha el niño?Suponga que el sonido viaja a 340 m/s. 30 m/s fs = 500 Hz 10 m/s V = 340 m/sEl camión se aproxima; el niño escapa. Por tanto: vs = +30 m/s v0 = -10 m/s
  22. 22. Ejemplo 4 (Cont.): Aplique ecuación Doppler. vs = 30 m/s fs = 500 Hz v0 = -10 m/s V = 340 m/s V v0 340 m/s ( 10 m/s) f0 fs 500 Hz V vs 340 m/s - (30 m/s) 330 m/s f0 500 Hz f0 = 532 Hz 310 m/s)
  23. 23. Resumen de acústica La acústica es la rama de la ciencia que trata conlos aspectos fisiológicos del sonido. Por ejemplo, enun teatro o habitación, un ingeniero se preocupa porcuán claramente se pueden escuchar o transmitir los sonidos.Sonido audible: Frecuencias de 20 a 20,000 Hz.Infrasónico: Frecuencias abajo del rango audible.Ultrasónico: Frecuencias arriba del rango audible.
  24. 24. Resumen (continuación)Propiedades físicas mensurables que determinan los efectos sensibles de sonidos individuales Efectos sensoriales Propiedad física Sonoridad Intensidad Tono Frecuencia Forma de Calidad onda
  25. 25. Resumen (Cont.)La intensidad sonora es la potencia transferidapor una onda sonora por unidad de área normal a la dirección de propagación de la onda. P I A Unidades: W/m2
  26. 26. Resumen (Cont.)La relación de cuadrado inverso significa que unsonido que está el doble de lejos tiene un cuarto deintensidad, y que uno que está tres veces más lejostiene un noveno de intensidad. P P 2 2 I Ir 1 1 I r 2 2 A 4 r2
  27. 27. Resumen de fórmulas: P I 10 log I2I 10 log 2 1 A I0 I1 Umbral de audición: I0 = 1 x 10-12 W/m2 Umbral de dolor: Ip = 1 W/m2 Frecuencia de V v0v=f f0 fs pulsación = f’ - f V vs
  28. 28. CONCLUSIÓN: Acústica

×