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Ondas sonoras 2 - Energía

Ondas sonoras 2 – Energía.mp4

Física - PCE

Tema 4. Ondas

lo que pasa que aquí, en lugar de una variable, tenemos dos basados a la energía. La energía es sencillo, simplemente que la energía que de una onda es un medio por la masa, por la velocidad angular al cuadrado por A al cuadrado es la energía, vale, es la misma energía mecánica y el movimiento armónico simple es lo mismo. Esto es la K, no la K de las ondas, la K del movimiento armónico simple, en este caso para la energía. Y esto es lo mismo que bueno, es un medio por la masa, por omega al cuadrado, por al cuadrado, la energía mecánica, el movimiento armónico simple es la energía de la onda. Insisto, estoy aquí y luego tenemos la intensidad de la onda, que en este tema no sale como tal, sino que sale en el siguiente, que es la potencia de la onda dividida entre una superficie, ésa sea la intensidad. Y es lo que veremos ahora en las ondas sonoras. Las ondas sonoras que son, pues son unas ondas que tienen una frecuencia que está entre unos rangos que permite que lo podamos escuchar nosotros, las personas. Entonces las ondas sonoras aparecerán sobre todo dos conceptos la intensidad y el nivel de intensidad que no hay que confundir. El nivel de intensidad viene dado por esta fórmula. Aquí se escribe como beta y su unidad son los decibelios. Y si nos hablan de intensidad a secas, será esto. Aquí la intensidad por esta función que os he enseñado antes por Isla Unidad, Patios partió metro al cuadrado y estos son decibelios. A veces nos encontraremos que no nos dicen nivel de intensidad, sino que nos dicen la intensidad de no sé qué es tantos decibelios. Si nos dicen intensidad a secas, cómo sabemos si es esta intensidad o esta de aquí? Pues es muy fácil, nos dirán según las unidades que nos den. Si nos dicen que la intensidad es de tantos decibelios, se está refiriendo al nivel de intensidad. Si nos dicen que la intensidad seca en vatios por metro cuadrado es tanto, pues se refiere a ésta, nos tenemos que fijar en las unidades para fijarnos en qué nos dicen, pero realmente esto es el nivel de intensidad y esto es una intensidad. Entonces, cómo se calcula el nivel de intensidad en decibelios? Pues es diez por el logaritmo de la intensidad que lleva el nivel de intensidad es diez por el logaritmo de la intensidad que lleva dividido entre la e esta y sub cero, que este sub cero tiene un valor en concreto que está en los apuntes. Ya lo veréis. Ahora no me acuerdo, es un valor umbral y bueno, esta I sub cero os la dan en los enunciados. Bueno, haces os hacen al revés encontrar la I sub cero a partir de otros datos, pero generalmente en el enunciado os dirán el valor de I sub cero, que ahora no me acuerdo en los apuntes está así que ahí debe estar la I sub cero. Miráis la que es sino por internet? Ya es que se encuentra fácilmente. Os lo dan en los enunciados. La I Sub cero es un valor constante, no es una incógnita. Entonces, bueno, el nivel si nos dan una intensidad, cuál es su nivel de intensidad? Pues diez por el organismo de ese valor dividido entre y sub cero. Y ese resultado nos lo hará en decibelios. Esta ecuación de aquí yo a vosotros no me la aprendería porque os podéis liar. Es importante en este tema saber calcular bien con los logaritmos. Entonces, a partir de ésta ya podéis sacar aislar la intensidad. Si necesitáis calcular la intensidad y sabéis el nivel de intensidad, qué es lo que he hecho aquí? Si aquí seguís este procedimiento, el lo lo elevo todo a diez porque en diez elevado el logaritmo de algo nos queda directamente lo que hay dentro del logaritmo y dejándola y nos queda que esta es la intensidad. Si sabemos beta, si sabemos el nivel de intensidad, la intensidad se calcula mediante esto. Pero yo esta fórmula nunca me la he aprendido y realmente la gente no se la suele aprender. Al menos mis compañeros. Cuando yo hice la selectividad no nos la solíamos aprender. Es más, creo que ni nos la dijeron en clase, sino que no sabíamos directamente ésta. Y si nos interesaba saber la intensidad, pues aislamos en el mismo examen con el mismo problema. Ya nos encargamos de aislar lii y encontramos lii. Luego aparece el término de El término de intensidad se gas que son Es la potencia que la potencia son vatios. Partió por la superficie. Son metros al cuadrado, así que la intensidad son varios. Partió metros al cuadrado. La intensidad es la potencia de la onda dividido entre la superficie. Entonces, cuando una, cuando hay, por ejemplo, una explosión, una explosión o un o un perro que ladra esta onda sonora se expande de forma esférica, se expande, pensada en una bomba cuando explota su expansión es que es una nube, es esférico. O sea, se expande en forma de esfera. Entonces, si nos dicen la intensidad a una distancia de cincuenta metros desde donde ha habido la explosión o desde donde ha labrado un perro, esa intensidad será la potencia de la onda. En vatios. La potencia, sino la potencia divide entre la superficie. La superficie en unos metros, o sea, la superficie será la superficie de la esfera de la esfera. La superficie en los metros que nos ha impedido. Porque si hay una explosión, por ejemplo, esta esfera se va haciendo más grande hasta que nos dicen en este punto en concreto, cuánto es la intensidad en este punto es a cincuenta metros. Entonces a cincuenta metros, cuál es la intensidad? Pues la potencia por la superficie que hay a cincuenta metros, que a cincuenta metros toda la superficie es esta esfera. Así que la S casi siempre o siempre será el la superficie de una esfera, porque la superficie será será el área de toda una esfera, porque la superficie como se expande, la onda se expande en forma de esfera. Así que la superficie lo reemplazaremos siempre, casi siempre por el área de una esfera, la superficie de una esfera que es cuatro p por el radio al cuadrado. Entonces, si nos viene una intensidad a cincuenta metros, lo que haremos será, pues la potencia dividido entre la superficie de la esfera, que es cuatro p por cincuenta al cuadrado. R es el radio y la esfera viene a ser la distancia. Entonces la superficie lo reemplazamos por cuatro pie, el real cuadrado y el real al cuadro es la distancia. Y luego que pone por aquí un último concepto, una última relación que sale, que es esta. Aquí la la de aquí abajo, que es intens dos entre intensidad uno es igual al radio uno al cuadrado entre u. Aquí se ve un poco raro, pero es radio dos al cuadrado. De acuerdo, es decir, a y el punto uno y el punto dos. Entonces, la intensidad del punto dos dividida entre la intensidad del punto uno es igual a la distancia en el que se encuentra este punto uno al cuadrado, dividido entre la distancia donde se encuentra el punto dos al cuadrado. De acuerdo, la distancia siempre es con respecto al punto origen desde donde suena algo esa onda. O sea, el R uno es la distancia hasta el lugar donde queremos medir la intensidad desde, contando desde donde se crea hasta donde llega hasta donde medimos y r dos también desde donde se crea el sonido hasta la distancia donde está el punto dos. Entonces la intensidad en dos, dividido entre la intensidad en el punto uno es igual al ra a la distancia, uno al cuadrado, dividido entre la distancia y el dos al cuadrado. Y por último, vamos a hablar del efecto Doppler. El efecto Doppler nos dice que vamos a coger, por ejemplo, una ambulancia de un sonido, una onda de sonora a medida que sea. Cuanto más se acerque a nosotros, cuanto más cerca estamos a más alta frecuencia la escuchamos. Está a más alta frecuencia y cuanto más lejos estemos a más baja frecuencia y es lo que se ve. Aquí hay una ambulancia que a la persona que está cerca. Pues como es la frecuencia en la onda es muy grande, es muy grande la frecuencia. Entonces, como la frecuencia es muy grande, la persona la oirá. Este sonido como muy, muy agudo. En cambio, cuando la ambulancia se aleja y puedes pensar en la vida real, cuando una ambulancia se aleja, la frecuencia es baja, disminuye a medida que se aleja. Entonces lo escuchamos más grave. Cuando está muy cerca, lo escuchamos muy agudo. Y cuando se va más grave, entonces cuanto más cerca, más alta es la frecuencia. Y cuanto más lejos estemos, más baja es la frecuencia, más lejos del foco de donde sale. De acuerdo. Y esto es lo que le llamamos el efecto Doppler. Y cómo se calcula el efecto Doppler? Pues con esta fórmula. Entonces, cuál es el signo F prima? Es la frecuencia en un punto. Imaginemos que estamos en el punto de esta persona. Queremos saber qué frecuencia percibe esta persona aquí, Que frecuencia percibe o qué frecuencia percibe esta persona aquí? Pues esa frecuencia a la que percibimos es la de F prima. Entonces F es la frecuencia que emite el foco. Vale, entonces insisto en que la velocidad de programación de propagación. Más menos la velocidad a la que va el observador divido entre la velocidad de propagación. Más menos la velocidad a la que va el foco emisor. Cómo escogemos cuándo es un y cuándo es un menos? Pues realmente es lógico. Depende de si se acercan o si se alejan. Es decir, vamos y se razona esta manera. Imaginémonos que el observador se acerca entonces si el observador se acerca, qué pasa si el observador se acerca hacia el foco? Qué pasa? Pues que la frecuencia percibida f prima debe aumentar. Entonces para que aumente la velocidad del observador, qué tenemos que hacer? Pues sumar. Si sumamos, aumentará si restamos disminuirá. Así que sumamos la velocidad del observador. Lo pondremos en positivo. Esto aquí será en positivo. El observador se aleja. Si el observador se aleja, entonces la frecuencia disminuirá por el efecto Doppler. Si para que disminuya Qué tenemos que hacer? Pues que esté en negativo que aquí el numerador esté negativo. Ahora vamos a adentrarnos en el foco. Imaginémonos que el foco se acerca que el foco se acerca hacia donde estamos. Hacia donde percibimos que el foco se acerca. Pues se Si se acerca la frecuencia, tiene que aumentar la frecuencia percibida. Entonces para que aumente aquí estamos fijándonos en el foco. Así que nos centramos sólo en la velocidad del foco. Igual que cuando nos centramos en el observador. Sólo nos fijábamos en la velocidad del observador. Como estamos en el foco, nos centramos sólo en la velocidad del foco. Entonces, como se acerca esto, F prima tiene que aumentar por el efecto. Oler se acerca frecuencia alta. La F tiene que aumentar. Entonces, al ser un denominador cuanto más pequeño sea el número, el denominador más grande será F prima. Así que si se acerca la frecuencia tiene que aumentar. Así que para que aumente todo esto, el dominador denominador tiene que ser más pequeño. Así que pondremos un menos y lo que ponemos la velocidad es un menos. Qué sucede? A qué hora? Esto me lo tapa. A ver si se quita. Vale, Qué sucede si el foco se aleja? Si el poco se aleja pues la frecuencia percibida tiene que disminuir. Así que para que disminuya todo esto, el denominador tiene que ser grande. Así que para que disminuya la velocidad del fuego le pondremos un positivo como dice aquí se aleja, disminuye. Entonces la velocidad del foco tiene que ser en positivo. De acuerdo? Entendéis esto? Sigo un razonamiento lógico y luego los problemas nos pueden decir Imaginemos que queremos percibir la frecuencia de esta persona y la frecuencia que percibirá, o sea, la frecuencia percibirá a esta persona y nos dicen que esta persona anda a tal velocidad hacia la derecha y que la ambulancia también anda hacia la derecha. Entonces, el observador qué hará el observador al ir hacia la derecha? Se intenta como alejar de la ambulancia, pero la ambulancia, entonces el observador consideramos que se aleja como se aleja la velocidad del observador se da en negativo. Pero la ambulancia, en cambio, es como que persigue a la persona. Así que la ambulancia intenta acercarse. Así que como se intenta acercar como el foco, se intenta acercar la velocidad del foco. La pondremos en negativo aquí abajo. De acuerdo. Si las dos personas o si la persona y la ambulancia van de cara, ambos se quieren acercar, ambos se quieren acercar. Así que la velocidad del observador será en positivo y la velocidad del foco será en negativo. O si los dos se alejan, pues los dos se alejan. Esto a veces nos lo irán en un eje X, pues la persona va en el sentido positivo de las X y la ambulancia en el sentido negativo. En ese caso, se alejan. Si los dos van hacia la derecha, nos pueden decir que en el sentido de las X los dos van en el sentido positivo. Entonces, si los dos van para la derecha, la persona intenta escapar, entonces se aleja, pero la ambulancia le persigue. La ambulancia se acerca. Si va hacia la izquierda, que pasa si la ambulancia va hacia la izquierda y la persona hacia la izquierda? Es la ambulancia quien se intenta alejar y la persona a quien se intenta acercar y cada v, pues lo reemplazamos por la velocidad o de la persona o de la ambulancia y lo multiplicamos. Bueno, utilizamos esta fórmula, de acuerdo, así que esto es el efecto Doppler. Y ya con esto acabó el tema de las ondas de las ondas sonoras. Espero que lo hayáis entendido y lo podáis aplicar bien en práctica. Esto el efecto Doppler no es algo que caiga muy comúnmente, pero es de las cosas que hay que saber. Y nos veremos ahora en el próximo tema que el próximo tema es el de física moderna

El texto proporciona una explicación detallada sobre varios conceptos relacionados con las ondas, en especial las ondas sonoras, y termina abordando el efecto Doppler. A continuación, se presentan las ideas principales:1. **Energía de una Onda y Movimiento Armónico Simple**: La energía de una onda se puede calcular como un medio por la masa por la velocidad angular al cuadrado por A al cuadrado, siendo esta ecuación aplicable tanto a la energía mecánica como al movimiento armónico simple. 2. **Intensidad de la Onda**: La intensidad se define como la potencia de la onda dividida entre una superficie específica. Se menciona además que hay una distinción entre intensidad y nivel de intensidad, siendo el nivel de intensidad medido en decibelios (dB) y calculado mediante una fórmula específica que incluye el logaritmo de la intensidad sobre un valor umbral I₀.3. **Ondas Sonoras**: Se define a las ondas sonoras como aquellas que tienen una frecuencia dentro de un rango audible por el ser humano. Se enfatiza en la importancia de diferenciar entre intensidad y nivel de intensidad (medido en decibelios) en el contexto de las ondas sonoras.4. **Efecto Doppler**: Se describe el efecto Doppler como un fenómeno que produce cambios en la frecuencia percibida de una onda sonora dependiendo del movimiento relativo entre la fuente de la onda y el observador. Se explica cómo calcular la frecuencia percibida (F') mediante una fórmula que considera las velocidades tanto del observador como de la fuente sonora, y cómo determinar si se debe sumar o restar estas velocidades basándose en si están acercándose o alejándose.Estos conceptos son fundamentales para entender el comportamiento de las ondas, su interacción con el entorno y el impacto del movimiento en la percepción del sonido.

Título sugerido: Cálculo de nivel e intensidad en ondas sonoras: decibelios y vatios.

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