9.4. Ondas mecánicas. el sonido

El intercambio de energía entre dos sistemas no siempre requiere que haya contacto directo entre ellos, ni que exista transporte de materia. La energía también puede intercambiarse mediante ondas.

Una onda es la propagación de una perturbación que se genera en un punto del espacio, llamado foco emisor, con transporte de energía pero sin transporte de materia.

Para entender esto imagina sujetar una cuerda anclada a la pared, de manera que movemos arriba y abajo desde uno de los extremos. La perturbación que originamos nosotros (foco emisor) se propaga a través de la cuerda, oscilando cada punto de al mismo ritmo y con la misma energía que le transfiere el punto anterior.

Las ondas tienen unas características que las definen:

• Amplitud (A). Es la máxima separación entre los puntos que oscilan respecto de su posición de equilibrio. Su unidad en el SI es el metro, m.

• Longitud de onda (λ). Es la distancia entre dos crestas, o entre dos valles, consecutivos. Su unidad en el SI es el metro, m.

• Período (T). Es el tiempo que tarda la onda en recorrer un espacio igual a una longitud de onda. Su unidad en el SI es el segundo, s.

• Frecuencia (f). Es el número de longitudes de onda que la onda recorre en un segundo. Es la inversa del período (1=1/T) y su unidad es el hercio (Hz=1/s)

Cuanto mayor sea la amplitud o la frecuencia de una onda, mayor será la energía que transporta.

Las ondas se clasifican atendiendo a dos criterios:

• Medio de propagación

1. Ondas mecánicas

Aquellas ondas que necesitan un medio material para propagarse. Todos los ejemplos que hemos visto hasta ahora son de este tipo.

2. Ondas electromagnéticas

No necesitan medio material para su propagación. Pueden propagarse en el vacío.

El sonido es la propagación de la vibración de los cuerpos a través de un medio natural (aire o agua).

Cuando golpeamos la membrana de un tambor, esta vibra, y la vibración se transmite a las partículas de aire, generando una onda sonora (mecánica y longitudinal). Al llegar a nuestro oído, hace vibrar el tímpano.

FENÓMENOS ACÚSTICOS

Un fenómeno característico de todas las ondas es la reflexión, es decir, que el sonido choque contra una pared y la propagación ondulatoria rebote.

Cando sucede con el sonido da lugar a lo que se conoce como:

• Eco

El eco es el fenómeno que se produce cuando el oído humano reconoce dos sonidos: el que se emite, y el que viene de rebote. Para que esto suceda, el sonido debe separarse por, al menos, 0,1 segundos, o lo que es lo mismo, teniendo en cuenta que el sonido viaja por el aire a una velocidad de 340m/s, que el sonido recorra una distancia de:

Por lo tanto, si la pared está a más de 17 metros, nuestro oído percibirá eco.

• Reverberación 

Cuando el oído humano no es capaz de diferenciar los dos sonidos, el que se emite, y el que viene de rebote, se produce un entremezclado de los sonidos, que es lo que se conoce como reverberación.