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La energìa sonòra - energía transportada por las ondas sonoras



La energía sonora es la energía transportada por las ondas sonoras. 
Las ondas sonoras son ondas de presión en el aire. Como todas las ondas estas transportan energía e impulso, pero no materia (no transporta aire). 
Que estas ondas transportan energía puedes verlo en varios ejemplos cotidianos. 
Una aplicación es el micrófono por ejemplo. Este usa la energía sonora que llega de la onda y la convierte en energía eléctrica. 
Una aplicación interesante es por ejemplo hacer imágenes del interior del cuerpo humano usando ultrasonido. Esta aplicación usa que la energía sonora es absorbida en forma distinta por objetos de distinta dureza por ejemplo (como los huesos y los tejidos). Lo transmitido tiene por tanto una 'sombra' que permite hacer una imagen de los órganos que mas absorben la energía sonora.


Energía sonora

Energía sonora: energía surgida de la vibración mecánica.
La energía desde el punto de vista tecnológico y económico, es un recurso natural primario o derivado, que permite realizar trabajo o servir de subsidiario a actividades económicas independientes de la producción de energía. Como todas las formas de energía una vez convertidas en la forma apropiada son básicamente equivalentes, toda la producción de energía en sus diversas formas puede ser medida en las mismas unidades. Una de las unidades más comunes es la tonelada equivalente de carbón que equivale a :29.3·109 julios o 8138.9 kWh.
Una onda sonora es una variación local de la densidad o presión de un medio continuo, que setransmite de unas partes a otras del medio en forma de onda longitudinal periódica o casi periódica.
Las variaciones de presión, humedad o temperatura del medio, producen el desplazamiento de las moléculas que lo forman. Cada molécula transmite la vibración a la de su vecina, provocando un movimiento en cadena
Esos movimientos coordinados de millones de moléculas producen las denominadas ondas sonoras, que producen en el oído humano una sensación descrita como sonido
Aunque puede calcularse a partir de otras magnitudes como la intensidad sonora, también se pueden calcular otras magnitudes relacionadas, como la densidad o el flujo de energía acústica.

Radiador isótropo
Un radiador isótropo es una fuente teórico punto de ondas electromagnéticas o sonoras que irradia la misma intensidad de radiación en todas las direcciones. 


La densidad de energía acústica o energía acústica por unidad de volumen es la cantidad media de energía acústica ) que corresponde a un volumen unidad. Equivale también al cociente entre la intensidad sonora y la velocidad del sonido. La unidad de medida es el julio por metro cúbico, J/m3

La densidad de energía acústica total (cinética más potencial) equivale al producto de la densidad del medio por el cuadrado de la velocidad de las partículas en la dirección de propagación de la onda.

Flujo de energía sonora
El flujo de energía acústica o sonora (simbolizado por q) se obtiene como la integral de la velocidad de la partícula v por el diferencial de la superficie A ,de modo que solamente las porciones de la velocidad perpendiculares a la superficie son importantes.

El flujo de energía sonora señala el volumen del medio de transmisión (aire) que, debido al exceso de la presión sonora, fluye por la unidad de tiempo(1 s) por una superficie A. Es la media del flujo de energía sonora para un período a través de un área especificada.
En un medio de transmisión de densidad ρ, para ondas planas o esféricas libres que tengan una velocidad de propagación v, el flujo de energía a través del área A correspondiente a una presión sonora p es:
J = (p2A / ρ v) cos θ
donde θ = ángulo entre la dirección de propagación del sonido y la dirección normal (perpendicular) al área A.
Podemos distinguir entre flujo de energía acústica transmitida, flujo de energía acústica reflejada, flujo de energía acústica disipada y flujo de energía acústica incidente.
Conservación de la energía acústica
Como el resto de manifestaciones de la energía, debe cumplirse el principio de conservación de la energía.
Si no hay otro tipo de transformaciones de energía, la energía incidente será igual a la suma de las energías transmitida, disipada y reflejada.

Disipación de la energía acústica
Al propagarse la energía acústica, una parte de la misma se disipa en el medio transmisor.
En el caso del aire, esta absorción atmosférica se debe a la amortiguación que sufren las ondas sonoras por el rozamiento interno y la conductividad calorífica del aire. Esa energía disipada se transforma en calor oenergía térmica
Coeficiente de absorción acústica, α
Es el cociente entre la suma de los flujos de energía acústica transmitida y disipada, y el flujo de energía acústica incidente

También se define como el cociente entre la energía absorbida por un material y la energía que incide sobre él. 

Equivale a la diferencia entre la unidad y el coeficiente de reflexión.

Transductores acústicos
Los transductores son dispositivos que transforman un tipo de energía en otra. Los micrófonos y altavoces son transductores acústicos que transforman la energía acústica en energía eléctrica, o viceversa.

El altavoz convierte energía eléctrica en energía acústica.
Un micrófono es un dispositivo que capta ondas sonoras de una determinada energía acústica y las transforma en una corriente eléctrica que reproduce
las características de la onda sonora original
 En primer lugar, una lámina elástica fina, llamada diafragma, capta las variaciones de presión del medio de transmisión y las convierte en vibraciones mecánicas. A continuación, las vibraciones mecánicas del diafragma generan una señal eléctrica de voltaje e intensidad proporcionales. 
Un altavoz funciona a la inversa, es decir, convierte energía eléctrica en energía acústica. En primer lugar, la señal eléctrica de entrada produce fuerzas electromagnéticas que provocan el movimiento de la membrana del altavoz. Ese movimiento mueve las partículas en contacto con la membrana y produce ondas de presión en el aire o el medio de transmisión que lo rodea.


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