Velocidad del sonido

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Seguramente muchas veces habrás visto que cuando hay una tormenta lo primero que hay es una luz que es el rayo y luego llega el sonido. Esto se debe a la velocidad del sonido. Los científicos han encontrado cuál es la máxima velocidad hará que se puede propagar el sonido por el aire. En física esto es bastante importante.

Por ello, han vamos a dedicar este artículo a contarte todo lo que debes saber sobre la velocidad del sonido y cómo se propaga.

Velocidad del sonido

velocidad del sonido

La velocidad de propagación de una onda sonora depende de las características del medio en el que se propaga, no de las características de la onda o de la fuerza que la produce. Esta velocidad de propagación de las ondas sonoras también se llama velocidad del sonido En la atmósfera terrestre, la temperatura es de 20ºC, que es de 343 metros por segundo.

La velocidad del sonido varía con el medio de propagación y la forma en que se propaga en el medio ayuda a comprender mejor ciertas características del medio de transmisión. Cuando cambia la temperatura del medio de propagación, la velocidad del sonido también cambiará. Esto se debe a que un aumento de temperatura conduce a un aumento en la frecuencia de interacciones entre partículas que transportan vibraciones, lo que se traduce en un aumento de la velocidad de la onda.

En términos generales, la velocidad del sonido en los sólidos es más alta que en los líquidos y la velocidad del sonido en los líquidos es más alta que en los gases. Esto se debe a que cuanto más materia sólida, mayor es el grado de cohesión de los enlaces atómicos, lo que favorece la propagación de las ondas sonoras.

La velocidad de propagación del sonido depende principalmente de la elasticidad del medio que lo propaga. La elasticidad se refiere a la capacidad de restaurar su forma original.

Qué es el sonido

El sonido es una onda de presión que puede propagarse en el aire por compresión y depresión. El sonido que percibimos a nuestro alrededor no es más que energía generada por vibraciones que se propagan a través del aire o cualquier otro medio, que se puede recibir y escuchar cuando llega al oído humano. Sabemos que el sonido viaja en forma de ondas.

Las ondas son perturbaciones de vibración en el medio, que transfieren energía de un punto a otro sin contacto directo entre estos dos puntos.  Podemos decir que la onda se produce por la vibración de las partículas del medio por el que pasa, es decir, el proceso de propagación correspondiente al desplazamiento longitudinal (en la dirección de propagación) de las moléculas de aire. El área con gran desplazamiento aparece en el área donde la amplitud del cambio de presión es cero y viceversa.

El sonido en un altavoz

altavoz

El aire en un tubo con un altavoz en un extremo y cerrado en el otro extremo vibra en forma de ondas. Estático longitudinalmente. Modos propios de vibración de tubos con estas características. Corresponde a una onda sinusoidal, cuya longitud de onda es tal que hay un punto de amplitud cero. El nodo de escape al final del altavoz y el extremo cerrado del tubo, porque el aire no puede moverse libremente debido al altavoz y la tapa del tubo, respectivamente. En dichos nodos tenemos una variación máxima de la presión, un antinodo o vientre, de la onda estacionaria.

Velocidad del sonido en diferentes medios

sonido experimento

La velocidad del sonido varía según el medio en el que se propaga la onda sonora. También cambia con la temperatura del medio. Esto se debe a que un aumento de temperatura provoca un aumento en la frecuencia de interacciones entre partículas que transportan vibraciones, y un aumento de esta actividad aumenta la velocidad.

Por ejemplo, en la nieve, el sonido puede viajar largas distancias. Esto se debe a la refracción bajo la nieve, que no es un medio homogéneo. Cada capa de nieve tiene una temperatura diferente. Los lugares más profundos a los que el sol no puede llegar son más fríos que la superficie. En estas capas más frías cercanas al suelo, la velocidad de propagación del sonido es más lenta.

En términos generales, la velocidad del sonido es mayor en sólidos que en líquidos y mayor en líquidos que en gases. Esto se debe a que cuanto mayor es la cohesión de los enlaces atómicos o moleculares, más fuerte es la sustancia. La velocidad del sonido en el aire (a una temperatura de 20 ° C) es 343,2 m / s.

Vamos a ver la velocidad del sonido en algunos medios:

  • En el aire, a 0 °C, el sonido viaja a una velocidad de 331 m/s (por cada grado Celsius que sube la temperatura, la velocidad del sonido aumenta en 0,6 m/s).
  • En el agua (a 25 °C) es de 1593 m/s.
  • En los tejidos es de 1540 m/s.
  • En la madera es de 3700 m/s.
  • En el hormigón es de 4000 m/s.
  • En el acero es de 6100 m/s.
  • En el aluminio es de 6400 m/s.
  • En el cadmio es de 12400 m/s.

La velocidad de propagación de la onda de presión es muy importante en el estudio del fenómeno de resonancia en el colector de un motor alternativo y depende de las características del entorno. Por ejemplo, para los gases, la mezcla vaporizada en el colector de admisión o los gases quemados en el colector de escape dependen de su densidad y presión.

Tipos de ondas de propagación

Hay dos tipos de ondas: ondas longitudinales y ondas transversales.

  • Onda longitudinal: Onda en la que las partículas de un medio vibran de un lado a otro en la misma dirección que la onda. El medio puede ser sólido, líquido o gaseoso. Por tanto, las ondas sonoras son ondas longitudinales.
  • Onda transversal: Onda en la que las partículas del medio vibran hacia arriba y hacia abajo «en ángulo recto» con la dirección de movimiento de la onda. Estas ondas solo aparecen en sólidos y líquidos, no en gases.

Pero recuerda que las ondas se propagan en todas direcciones, por lo que es más fácil pensar en ellas como si pasaran a través de una esfera.

Espero que con esta información puedan conocer más sobre la velocidad del sonido y sus características


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