Este documento trata sobre las ondas mecánicas y el sonido. Explica el movimiento ondulatorio, los tipos de ondas, las magnitudes características de las ondas como la longitud de onda y la frecuencia, y la ecuación de ondas. También describe las ondas estacionarias, las ondas sonoras, y los conceptos de intensidad de una onda y contaminación acústica.

1. 2. Ondas mecánicas y sonido
1. Ondas en el currículo de ESO y
2.
3.
4.
5.
Bachillerato
Movimiento ondulatorio. Tipos de
ondas.
Magnitudes características de las
ondas. Ecuación de las ondas
armónicas unidimensionales.
Intensidad de una onda
Ondas estacionarias: sonido.
Contaminación acústica.
© Patricio Gómez Lesarri

2. 1. Ondas en el currículo de ESO y Bachillerato
Vibraciones y ondas
(B.O.C.M. 27 de Junio de 2008)
 Movimiento ondulatorio.
 Tipos de ondas. Magnitudes
características de las ondas.
 Ecuación de las ondas armónicas
planas.
 Aspectos energéticos
 Ondas estacionarias.
 Ondas sonoras. Contaminación
acústica: Sus fuentes y efectos

3. 2. Movimiento ondulatorio
Tubo de Ruben
http://www.youtube.com/watch?v=U_sYiCPHVPg
Propagación de una perturbación en un medio no asociada a
un movimiento material

4. 2. Tipos de ondas
• Dirección de propagación
- Transversales: luz, ondas S
(secundarias, shake)
- Longitudinales: sonido, ondas
sísmicas P (primaria, pressure)
http://www.youtube.com/watch?v=mdSnvMy_M8E
http://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/waves/wavemotio
 Medio de propagación
- Mecánicas: sonido
- Electromagnéticas:
radiación, luz visible

5. 3. Ecuación de ondas
Magnitudes características de las ondas
•
•
•
•
•
T: periodo (s)
ω =2π/T = 2π.ν
ν: frecuencia
(s-1 = Hz)
ν = 1/T
λ: longitud de onda (m)
k: número de ondas (m-1) k = 2π/λ
v: velocidad de propagación (m.s-1)
v = λ/T = λ . ν = ω/k
Relación entre magnitudes
http://phet.colorado.edu/sims/wave-on-a-string/wave-on-a-string_es.html
http://www.fisica-quimica-secundaria-bachillerato.es/animaciones-flash-interactivas/meca

6. 3. Ecuación de ondas
Ecuación de ondas
unidimensional
y =A.sen 2π(t/T ± x/λ) + φ o
y =A.sen (ω.t ± k.x + φ o)
http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/travelling_sine_wave.htm

7. 4. Intensidad de una onda
 Cantidad de energía propagada por unidad de
tiempo y superficie. Se mide en J.s-1m-2 =
W.m-2
I=
1 dE
.
S dt
 La intensidad disminuye con el cuadrado
de la distancia:
E1 = E2
2
⇒
I1.4π .R1 = I 2 .4π .R2
2
c
I= 2
r
 La intensidad es proporcional al cuadrado de
la amplitud, por lo que ésta disminuye
inversamente con la distancia
http://www.animations.physics.unsw.edu.au/jw/waves_power.htm#intensity

8. 5. Sonido
Onda mecánica: se puede
propagar en cualquier medio
material,
La velocidad de propagación
aumenta con la rigidez del
medio. En el aire su velocidad
es 340 m/s.
El tipo de vibración es
longitudinal, lo que hace
imposible cualquier fenómeno
de polarización.
http://www.acs.psu.edu/drussell/Demos/waves/wavemotion.html

9. 5. Características del sonido
Tono: frecuencia del
sonido, comprendida
entre 16 y 20000 Hz.
Ultrasonidos
Timbre: forma de la
onda, número de
armónicos
Sonoridad: intensidad
de la onda
http://web.educastur.princast.es
/proyectos/jimena/pj_franciscga/cualison.ht
m

10. 5. Ondas estacionarias
Suma de dos ondas de la
misma frecuencia y
sentidos opuestos
Onda no se desplaza,
confinada en una región
Nodos
Antinodos

11. 5. Condiciones de contorno
Ondas que se propagan
entre dos puntos fijos que
no vibran
Frecuencia fundamental y
armónicos
2L
λ=
n
V
ν = = ν o .n
λ

12. 5. Nivel de intensidad acústica
Nivel de sonoridad:
escala logarítmica
β = 10. log
I
Io
Se mide en Belios (B) o
dB
Cada unidad equivale a
multiplicar por 10
Escala de Richter

13. 5. Nivel de intensidad acústica
Ruido
Nivel de intensidad acústica (dB)
Susurro
10
Conversación normal
60
Gritos, tráfico intenso
80
Motocicleta o camión, discotecas
100
Umbral de dolor, bocina
120
Martillo neumático
130
Avión a reacción
150