Tema 1: "El sonido y el silencio" (6ª parte)

FÍSICA DEL SONIDO

Actividad 1: "La física y la acústica"

La física, como tal, es el estudio de la naturaleza. De hecho, la palabra proviene del griego, phusis, que quiere decir naturaleza. Dentro de los estudios que se realiza en la física, podemos encontrar diversos temas.

Los cuales son desarrollados, de manera empírica. Ya que la física, es una ciencia empírica y se le considera, como la más exacta de su tipo. Por lo mismo, es que la física, estudia los fenómenos naturales, las moléculas, el universo, el tiempo, la energía y todo aquello, que podamos considerar, como efecto de la naturaleza. Uno de esos efectos también son los sonidos y ruidos que se generan en ella. La rama de la física que se encarga de su estudio es la acústica. 

La acústica es una rama de la física interdisciplinaria que estudia el sonido, infrasonido y ultrasonido, es decir ondas mecánicas que se propagan a través de la materia (tanto sólidalíquida o gaseosa) (no se propagan en el vacío). A efectos prácticos, la acústica estudia la producción, transmisión, almacenamiento, percepción o reproducción del sonido.

Contesta en tu cuaderno:

- ¿Qué es la física?
- ¿Qué estudia la acústica?


Actividad 2: "Componentes del sonido"

La acústica nos dice que un sonido tiene dos componentes: frecuencia y amplitud. Hay una tercera amplitud denominada timbre a la que también nos refiriremos más adelante.

La frecuencia es la cantidad de oscilaciones por unidad de tiempo. Nos determina si el sonido es grave o agudo. A mayor frecuencia, el tono es más agudo; a menor frecuencia,  más grave.

La frecuencia se mide en Hertzios. Un Hz equivale a un ciclo por segundo. El oido humano es capaz de percibir sonidos entre los 20 y los 20.000 Hz (20 KHz).

20 a 500 Hz .......... tonos graves

500 Hz a 2 KHz ....... tonos medios

2 KHz a 20 KHz ....... tonos agudos

La amplitud se refiere a la altura de la onda y significa la intensidad o volumen del sonido. Amplitud cero equivale a silencio, amplitudes pequeñas a sonidos leves y amplitud grande a sonidos fuertes e intensos.
  

La amplitud es la que medimos en decibelios. La escala auditiva varía entre 0 dB (umbral de la audición) y 130 dB. Los sonidos superiores a 110 dB producen sensación dolorosa y la exposición permanente a esos niveles provoca la disminución de la capacidad auditiva (sordera parcial).

Contesta en tu cuaderno:


- ¿Qué es la frecuencia?
- ¿Qué tipo de sonidos determina la frecuencia?
- ¿Qué es la amplitud?
- ¿Dibuja la onda de un sonido fuerte y otro suave?
- ¿Qué produce la exposición a sonidos por encima del umbral de dolor?

Actividad 3: "La distancia"

La propagación del sonido en el aire consume energía. Cada vez que se duplica la distancia entre la fuente y el receptor, el volumen disminuye 6 dB. Así un sonido de 60 dB a 2 metros, disminuirá según la siguiente tabla:

Metros (m)	Decibelios (dB)
2	60
4	54
8	48
16	42
32	36
64	32

Es particularidad podemos utilizarla para crear sensación de profundidad espacial en la escena: dos sonidos de voces a diferente volumen se perciben como de personas ubicadas  a distinta distancia. Distintas investigaciones han mostrado que los humanos no distinguimos diferencias de volumen de sonido menores a 3 dB, de manera que las variaciones que usemos para simular diferentes distancias de las fuentes deben ser apreciables.

Contesta en tu cuaderno:

- Realiza una tabla de la evolución de un sonido de 80 dB desde los dos metros hasta los 32 metros.

- Ponemos dos radios a funcionar en clase con dos emisores distintas. Las dos se ponen a 5 metros de tí. La radio A está a 40 dB y la radio B a 60 dB. ¿Qué radio suena más lejana? 

- Una radio A y otra B se situan a 7 metros de tí. La radio A está a 60 dB y la B a 58 dB. ¿Se ha producido sensación  de profundidad espacial? ¿Por qué?
- Escucha este fragmento compuesto por J. Williams de la película Tiburón. 

Contesta:
a. ¿Qué ocurre con la intensidad de los sonidos de los intrumentos?
b. Con respecto a la proximidad del pelígro, ¿en qué parte del fragmento está más cerca y cuando más lejos?

Actividad 4: "Las cualidades de los sonidos"

 

Intensidad, es la fuerza o volumen con que se producen los sonidos. En la representación gráfica de la onda sonora, esta cualidad corresponde a la amplitud como hemos visto anteriormente.

Duración, es la prolongación de un sonido en el tiempo. Podemos imaginar sonidos largos, como el del triángulo, o breves, como el golpe seco de unas claves.

Altura o tono, es la cualidad que nos lleva a identificar los sonidos como graves o agudos. Depende de la frecuencia o número de vibraciones por segundo de un sonido como hemos visto anteriormente.

Timbre, es la cualidad que hace que distingamos entre dos sonidos de igual frecuencia y amplitud, pero producidos, por ejemplo por diferentes instrumentos musicales. El timbre modifica la forma de la onda.

Las curvas no son (casi) nunca sinusoidales puras, sino que están compuestas por la superposición de varias, llamadas armónicas.

Cuando se mezclan varias fuentes de sonido, la curva adquiere formas irregulares, como vemos en este pequeñísimo fragmento de una canción.

Contesta en tu cuaderno:

- ¿Cuáles son las cualidades del sonido? 
- ¿Qué tipos de sonidos determina el volumen? ¿Y la altura?
- ¿Cuáles son las semajanzas de dos ondas sonoras con altura y volumen similar pero timbre diferente?
- Dibuja dos ondas sonoras de igual intensidad y tono pero diferente timbre.

Analiza las siguientes ondas sonoras:

- Ordena estos sonidos del más grave al más agudo.
- Según la intensidad, ¿cómo son todos estos sonidos?


Sigue atentamente este video y ve escribiendo a la vez en tu cuaderno los intrumentos que van a apareciendo.

Ordena los instrumentos escuchados según la altura de sus sonidos:

- Emiten sonido grave:
- Emiten sonido medio:
- Emiten sonido agudo: