Ondas Sonoras
El sonido se define como la sensación producida en el oído por las vibraciones de las partículas que viajan en forma de ondas sonoras a través de un medio, por tanto las ondas sonoras son eso, son la forma en que el sonido viaja. Las ondas sonoras son ondas mecánicas elásticas longitudinales.
Si la onda sonora se propaga por un medio elástico y continuo se estaría generando una variación local de presión o densidad, que se transmite en forma de onda esférica periódica.
Las ondas gracias a la variación de presión y temperatura se mueven y chocan unas con otras transmitiendo vibraciones produciendo un movimiento en cadena.
Las ondas sonoras se dividen en tres categorías que son:
* Ondas audibles: las que el oído humano puede oír.
* Ondas infrasonicas: las frecuencias de estas ondas están por debajo del intervalo audible, por tanto el ser humano no puede oírlas; los elefantes usan estas ondas para comunicarse a lo largo de varios kilómetros.

* Ondas ultrasónicas: son las que están por encima del intervalo audible del humano, ejemplo de estas ondas tenemos a los “silbatos silenciosos” usados para llamar a los perros.

Rapidez de las ondas sonoras
Como sabemos la rapidez de las ondas depende de las propiedades del medio, es decir dependerá de la presión y temperatura del momento; por ejemplo la rapidez del sonido dependerá del modulo de Young Y y de la densidad D para una barra solida. Para el medio aire, la temperaturainfluirá, la relación entre la rapidez de la onda y la temperatura del aire es
v=331ms*1+Tc273a„ƒ
Con esta ecuación uno puede calcular que la rapidez del segundo a 20 grados celcius es de 343m/s.

Rapidez del sonido en diferentes medios
MEDIO | TEMPERATURA (C) | VELOCIDAD (m/s) |
Aire | 0 | 331.7 |
Aire | 15 | 340 |
Oxígeno | 0 | 317 |
Agua | 15 | 1450 |
Acero | 20 | 5130 |
Caucho | 0 | 54 |
Aluminio | 0 | 5100 |
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sCómo se propagan las ondas sonoras?
Como ya dije anteriormente las ondas sonoras son ondas mecánicas elásticas longitudinales por tanto:
* Para moverse o viajar es necesario un medio material, las ondas viajan más rápido en los sólidos, luego en los líquidos, el aire y en el vacio no se propaga. Es importante que sea un medio elástico ya que gracias a esto se puede dar la compresión y expansión y por esto es que las ondas se transmite; esta es la razón por la que las ondas no viajan en el vacío.
Términos generales
La INTENSIDAD de una onda o la potencia por cada unidad de area, es la rapidez con la cual la energía transportada por la onda se transfiere a través de un unidad de area que es perpendicular a la dirección en que dicha onda viaja, por tanto:
I=ρA=aˆ†Pmax22pv
Cuando una fuente emite sonido por igual en todas las direcciones, el resultado es una onda esférica, donde cada círculo representa una superficie sobre la cual es constante la fase de la onda. A estas superficies se les denomina FUENTE DE ONDA,la distancia entre las superficies de fase es la amplitud A.

De este concepto podemos deducir una ecuación para la intensidad respecto a la distancia r del circulo.
I=ρpromA=ρprom4πr2
Tabla de niveles sonoros:
Fuente de sonido | β(dB) |
Avión jet cercano | 150 |
Martillo hidráulico; ametralladora | 130 |
Sirena; concierto de rock | 120 |
Transporte subterráneo; podadora potente | 100 |
Congestionamiento de transito | 80 |
Aspiradora | 70 |
Conversación normal | 50 |
Zumbido de mosquito | 40 |
Susurro | 30 |
Hojas meciéndose | 10 |
Umbral de audición | 0 |

Ecuación del nivel sonoro de una onda sonora en decibeles es:
β=10logat(IIo)
Io, es una constante de intensidad de referencia que se considera como: 1.00*10-12W/m2 e I es la intensidad de la onda sonora en watts por metro cuadrado.
El efecto Doppler
La frecuencia del sonido cuando algo está más cerca es mayor a que cuando está lejos.
Un ejemplo para comprender mejor este efecto; un observador se mueve, una fuente sonora es estable, el aire se supone que también quedaría estable así que el observador se dirige directamente hacia la fuente. Como es una fuente puntual quiere decir que emite ondas sonoras estables en un medio uniforme con la misma rapidez en todas las direcciones.
A partir de los conceptos se puede llegar a la siguiente ecuación:
fŽ=(V+VoV-Vs)f
Donde:
f=frecuencia fŽ=frecuencia que escucha el observador Vo= rapidez del observado
Vs= rapidez de lafuente
El efecto Doppler no solo se da en ondas sonoras sino que es un efecto común en todas las ondas, por ejemplo en las ondas luminosas, en los sistemas de radar policiacos para medirla rapidez de los vehículos, los astrónomos lo usan para detrminar la rapidez de estrellas, galaxias y otros objetos celestes.
OJO
El efecto Doppler no depende de la distancia
Algunas personas creen que este efecto depende de la distancia entre la fuente y el observador sin embargo la frecuencia aparente solo depende de la rapidez relativa de la fuente y el observador mientras que la intensidad si pende de la distancia.
Sonido Cinematográfico
Las películas de principios del siglo xx grababan el sonido en discos de fonógrafo y estos se sincronizaban con la acción de la pantalla, sin embargo con las primeras películas de noticiarios se introdujo lo que es el proceso de BANDA SONORA OPTICA DE AREA VARIABLE el sonido era grabado sobre una pista óptica en la película.
Una foto celda detectaba luz que pasaba a través de la pista y convertía la intensidad de luz variable en una onda sonora.
La grabación digital en películas apareció por primera vez con Dick Tracy en 1990 usando el sistema Cinema Digital Sound que ya no se usa actualmente por no contar con sistema de respaldo, sin embargo introdujo el uso de 5.1 canales de sonido: izquierda, centro, derecha, derecha surround(envolvente), izquierda surround y efectos de baja frecuencia (L.F.E.) el L.F.E.es el canal 0.1 y esel que transporta ondas de sonidos dramáticos con frecuencias muy bajas como explosiones, terremotos y cosas así.
Actualmente se usan tres sistemas de grabación de sonido digital
Dolby digital | Sonido digital para sala de cine (DTS) | Sonido digital dinámico Sony (SDDS) |
Los 5.1 canales de sonido se almacenan ópticamente entre los agujeros de la rueda de cadena de la película. | Los 5.1. canales de sonido son almacenados en un CD-ROM que se sincroniza con la película mediante códigos de tiempo. | 8 canales de sonido digital se almacenan ópticamente a ambos lados de la película, esto es en caso algo se dañe. |
Primera película: BATMAN RETURNS (1992) | Primera película: JURASSIC PARK | Primera película: LAST ACTION HERO |

Anexos

Conclusiones:
* El efecto Doppler está presente en muchas ondas a demás de las sonoras.
* La velocidad de las ondas sonoras es mayor en los sólidos que en los líquidos y los líquidos que en los gases.
* Las ondas sonoras pueden viajar en cualquier medio menos en el vacio.
Bibliografía
FISICA para ciencias e ingeniería VOLUMEN1. 7ma EDICION Serway-Jewett Pag. 474
https://es.wikipedia.org/wiki/Onda_sonora
https://www.monografias.com/trabajos5/elso/elso.shtml

UNIVERSIDAD CATÓLICA DE SANTA MARÍA
FACULTAD DE ARQUITECTURA, INGENIERIA CIVIL Y DEL AMBIENTE