Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE

1. UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS
ARMADAS “ESPE” EXTENSIÓN
LATACUNGA.
EL SONIDO Y EL EFECTO DOPPLER
MORALES CHANGO MARÍA BELEN
FISICA FUNDAMENTAL

2. El Sonido
El sonido al ser una onda mecánica longitudinal que se
propaga por distintos medios como aire, agua e incluso
otros materiales, es producida por un objeto vibrante, el
mismo que cede parte de su movimiento vibratorio a un
diafragma móvil.

3. RAPIDEZ DEL SONIDO EN EL AIRE
• La rapidez del sonido en aire seco a 0° es
aproximadamente 330 m/s, es decir casi
1200 kilómetros por hora.

4. Velocidad de propagación.
El sonido viaja por el aire aproximadamente a
340 m/s. Pero de acuerdo al material que se
utiliza para trasmitir esta onda cambia la
velocidad del sonido.

5. REFLEXIÓN
DEL SONIDO
Comúnmente a la reflexión del sonido se le
llama eco, El sonido se refleja en una
superficie lisa de la misma forma en que lo
hace la luz: el ángulo de incidencia es igual al
Angulo de reflexión.

6. Refracción
del Sonido
Las ondas sonoras se desvían cuando en
ciertas partes de sus frentes viajan a
distintas rapideces, esto puede ocurrir en
vientos erráticos o cuando el sonido se
propaga en distintas temperaturas, a tal
desviación la llamamos refracción.

7. EFECTO DOPPLER
Un claro ejemplo de este efecto es cuando
vamos caminando por la calle y de pronto
oímos a lo lejos que se aproxima una
ambulancia, el sonido del mismo es
característico y podemos averiguar desde que
dirección se aproxima, y al momento de
pasar junto a nosotros el tono del sonido de
la sirena tiene una tonalidad ligeramente mas
grave, pero si se la puede apreciar.

8. CONCEPTO DE EFECTO DOPPLER
Se denomina efecto Doppler cuando existe un movimiento relativo entre
una fuente con dependencia armónica con el tiempo y un receptor, la
frecuencia de la onda detectada por el receptor tiende a ser diferente de la
que emite la fuente.

9. Caso 1: Foco y Observador en reposo
En este caso tanto el foco como el observador se encuentran en reposo, no habrá
efecto Doppler. Se dibujan los sucesivos frentes de ondas que son circunferencias
separadas una longitud de onda, centradas en el emisor. La separación entre dos
frentes de onda es una longitud de onda 𝜆 = 𝑣𝑠 ∗ 𝑃 siendo P el periodo o tiempo en
el que tarda en pasar dos frentes de onda consecutivos.

10. CASO 2: FOCO EN MOVIMIENTO Y OBSERVADOR
EN REPOSO
Para ondas sonoras, en los casos que el observador está en reposo y es la fuente
sonora la que se mueve, la frecuencia que detecta el observador (𝑓´) , depende de
la frecuencia original del sonido(𝑓),de la velocidad del sonido (𝑣𝑠) y de la
velocidad de la fuente sonora(𝑣 𝑓).
Tengamos en cuenta el signo, pues
si el emisor se acerca al receptor
usamos el signo negativo, y si el
emisor se aleja del receptor usamos
el signo positivo.
𝑓´ =
𝑣𝑠
𝑣𝑠 ± 𝑣𝑓
𝑓

11. CASO 3: FOCO EN REPOSO Y OBSERVADOR EN
MOVIMIENTO
Si el foco emisor de ondas está en reposo, la frecuencia
percibida por un receptor en movimiento aumentara cuando el
receptor se aproxime al foco y disminuirá cuando se aleje según
la expresión:
En nuestra formula, se deben tener los
datos de velocidad del receptor (𝑣 𝑅), la
frecuencia que detecta el observador (𝑓´),
depende de la frecuencia original del
sonido o foco (𝑓), y la velocidad del
sonido (𝑣𝑠). En este caso usaremos el
signo positivo si el receptor se acerca al
emisor, y el signo negativo si se aleja el
receptor del emisor
𝑓´ =
𝑣𝑠 ± 𝑣 𝑅
𝑣𝑠
𝑓

12. CASO 4: FOCO EN MOVIMIENTO Y OBSERVADOR
EN MOVIMIENTO
Si tanto el foco emisor de ondas como el receptor está en movimiento, la
frecuencia aparente o frecuencia percibida por este último aumentara cuando
receptor y emisor aumenten su distancia de separación y disminuirá siempre
que se reduzca la distancia de separación entre ellos.
Tomaremos en cuenta los signos:
Utilizaremos el signo (+):
 En el numerador si el receptor se acerca al emisor
 En el denominador si el emisor se aleja del receptor
Utilizaremos el signo (-):
 En el numerador si el receptor se aleja del emisor
 En el denominador si el emisor se acerca al receptor
𝑓´ =
𝑣𝑠 ± 𝑣 𝑅
𝑣𝑠 ± 𝑣𝑓
𝑓

13. CÁLCULO DE LAS LONGITUDES DE ONDA
En el primer caso, las perturbaciones
generadas por la fuente tienen la
misma frecuencia en el lugar en que se
originan que en el lugar donde son
percibidas. La fuente está en reposo
con respecto al observador. En este
caso la longitud de la onda es λ.
𝜆 = 𝑣 ∗ 𝑇

14. En el segundo caso, la fuente se mueve:
el observador del cual la fuente se aleja
percibe las perturbaciones como si la
onda tuviera la longitud λ´ (mayor
longitud); el observador al cual la fuente
se dirige lo hace como si su longitud
fuera λ´´ (menor longitud).
𝜆´ = 𝑣 + 𝑣𝑓 ∗ 𝑇
𝜆´´ = 𝑣 − 𝑣𝑓 ∗ 𝑇

15. APLICACIONES DEL EFECTO DOPPLER
Astronomía. - En esta rama nos sirve para calcular la velocidad
a la que las estrellas y las galaxias se están acercando o alejando
de la Tierra.

16. Medicina. - En esta rama nos sirve para examinar y medir la rapidez del flujo
sanguíneo en las principales arterias, en el ultrasonido se refleja desde los glóbulos
rojos con un cambio en la frecuencia de acuerdo con la rapidez de las células.
Otro uso médico del ultrasonido es el electrocardiograma, el cual nos
permite realizar exámenes del corazón, donde se pueden percibir las
pulsaciones del corazón.