El sonido juega un papel importante en nuestras vidas. El oído, al ser uno de nuestros órganos de los sentidos, nos da la capacidad de escuchar el mundo que nos rodea. El sonido es vital para compartir información, crear arte, interactuar con las personas, regular los horarios de trabajo y muchos otros innumerables aspectos de la vida.
Entendamos:
Toma una banda de goma y colócala alrededor del lado más largo de la caja de lápices. Inserta dos lápices entre la caja y la goma estirada. Ahora tira de la goma elástica en algún lugar del medio. ¿Qué observas?
Cuando se pulsa una banda muy estirada, vibra y produce un sonido . Cuando deja de vibrar, no produce sonido. El movimiento de vaivén o de ida y vuelta de un objeto se llama vibración.
En los seres humanos, el sonido es producido por la laringe o la laringe . Pon tus dedos en la garganta y encuentra un bulto duro que parece moverse cuando tragas. Esta parte del cuerpo se conoce como laringe. Dos cuerdas vocales se estiran a lo largo de la laringe de tal manera que deja una ranura estrecha entre ellas para el paso del aire. Cuando los pulmones fuerzan el aire a través de la hendidura, las cuerdas vocales vibran y producen sonido. Los músculos unidos a las cuerdas vocales pueden hacer que las cuerdas estén tensas o flojas.
¿Por qué las voces de hombres, mujeres y niños son diferentes?
Se debe a que las cuerdas vocales de los hombres miden unos 20 mm de largo. En las mujeres, estos son unos 5 mm más cortos. Los niños tienen cuerdas vocales muy cortas.
Escuchamos el sonido a través de nuestros oídos. La forma de la parte exterior de la oreja es como un embudo. Cuando el sonido entra en nuestros oídos, viaja por un canal al final del cual se encuentra una membrana delgada muy estirada llamada tímpano. Las vibraciones sonoras hacen vibrar el tímpano. El tímpano envía vibraciones al oído interno que envía la señal al cerebro y así es como escuchamos.
El sonido necesita un medio para su propagación. No puede viajar en el vacío. Esta es la razón por la que dos astronautas no pueden escucharse en el espacio o en la luna donde no hay atmósfera. El sonido puede viajar en sólidos, líquidos y gases. Su velocidad es más en sólidos, menos en líquidos y aún menos en gases. Por ejemplo, la velocidad del sonido en el hierro es de casi 5000 m / s, en el agua es de casi 1500 m / sy en el aire es de casi 330 m / s. ¿Qué implica esto? Implica que cuanto más cerca se encuentran las partículas, más rápido puede viajar el sonido.
Veamos cómo viaja el sonido en un medio.
Imagínese escuchando música a través de un altavoz. ¿Cómo llega el sonido del altavoz a tu oído? Un sonido es una forma de energía que necesita material para viajar. El sonido viaja como una onda o perturbación de partículas de aire. Cuando suena la música, el altavoz vibra. Cuando la música está apagada, las capas de aire están estacionarias, pero cuando el altavoz está encendido, la vibración perturba estas capas de aire. Las partículas no viajan desde el objeto que vibra hasta el oído. Una partícula del medio en contacto con el objeto vibrante se desplaza primero de su posición de equilibrio. Luego ejerce una fuerza sobre la partícula adyacente. Como resultado de lo cual la partícula adyacente se desplaza de su posición de reposo. Después de desplazar la partícula adyacente, la primera partícula vuelve a su posición original. Este proceso continúa en el medio hasta que el sonido llega a su oído. Esto es lo que sucede durante la propagación del sonido en un medio, por lo que el sonido se puede visualizar como una onda.
Cuando un objeto vibrante se mueve hacia adelante, empuja y comprime el aire frente a él creando una región de alta presión. Esta región se llama compresión (C). Esta compresión comienza a alejarse del objeto vibrante. Cuando el objeto vibrante se mueve hacia atrás, crea una región de baja presión llamada rarefacción (R) . A medida que el objeto se mueve hacia adelante y hacia atrás rápidamente, se crean una serie de compresiones y rarefacciones en el aire. Estos forman la onda de sonido que se propaga a través del medio. La compresión es la región de alta presión y la rarefacción es la región de baja presión. La presión está relacionada con el número de partículas de un medio en un volumen dado. Un movimiento completo de vaivén forma una compresión y una rarefacción que juntas constituyen una onda. Esta onda en la que las partículas del medio vibran alrededor de sus posiciones medias en la dirección de propagación del sonido se llama onda longitudinal.
Algunos términos relacionados con la onda:
1) Amplitud: El desplazamiento máximo de la partícula de un medio a cada lado de su posición media se llama amplitud de una onda. Se denota con la letra a y su unidad SI es el metro.
2) Período de tiempo: El tiempo que tarda una partícula del medio en completar la vibración se denomina período de tiempo de la onda. Se denota con la letra T y su unidad SI es la segunda.
3) Frecuencia: El número de vibraciones que produce una partícula del medio en un segundo se denomina frecuencia de la onda. Se denota con la letra f y su unidad SI es el segundo -1 o hertz (Hz).
En el tiempo T, el número de ondas = 1, por lo tanto, en 1 segundo el número de ondas o frecuencia es
\(f = \frac{1}{T}\)
4) Longitud de onda: La distancia recorrida por la onda en un período de tiempo de vibración de la partícula de medio se llama longitud de onda y se indica con el símbolo λ. Su unidad SI es el metro. En una onda longitudinal, la distancia entre dos compresiones consecutivas o dos rarefacciones consecutivas es igual a una longitud de onda.
Los sonidos de frecuencias inferiores a unas 20 vibraciones por segundo (20 Hz) no pueden ser detectados por el oído humano. Tales sonidos se denominan inaudibles. En el lado más alto, los sonidos de frecuencias superiores a unas 20.000 vibraciones por segundo (20 kHz) tampoco son audibles para el oído humano. Por lo tanto, para el oído humano, el rango de frecuencias audibles es aproximadamente de 20 a 20.000 Hz. Algunos animales, como los perros, pueden escuchar sonidos de frecuencias superiores a 20.000 Hz.
Creemos nuestro propio teléfono de cuerda.
Material requerido: 2 vasos de papel, un trozo de cuerda de alrededor de 2 pies, clavo para hacer un agujero en los vasos de papel.
1. Use un clavo para hacer un pequeño agujero en el fondo de cada vaso de papel.
2. Pase la cuerda a través de la taza y haga un nudo. Use un trozo largo de cuerda para ayudar a que el sonido viaje más lejos
3. Una persona puede sostener el teléfono cerca de su oído y la otra persona puede hablar por la otra taza. Mantenga la cuerda apretada o las ondas sonoras no viajarán correctamente.
¿Como funciona?
Las ondas sonoras se crean cuando los sonidos hacen vibraciones en el aire. En esta actividad, su voz hace vibrar el aire dentro de la taza, que luego se transfiere al fondo de la taza. El fondo de la taza pasa las ondas sonoras a la cuerda y así sucesivamente a la otra taza.
