Transmisión del Sonido en el Vacío

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Breve Explicación de Diversos Fenómenos Naturales Que Inquietan Nuestra Curiosidad

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Curiosos Porque...? PORQUE EL SONIDO NO SE TRANSMITE EN EL VACIO?

 

 

 

 

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 PORQUE EL SONIDO NO SE TRANSMITE EN EL VACÍO?

Romper la Barrera del Sonido

Porque el Sol sale por el este?

INTRODUCCIÓN: Las ondas sonoras no so propagan Instantáneamente, sino que emplean un cierto tiempo para llegar de un punto a otro del medio. Esto es muy evidente durante las tormentas: a pesar de que el relámpago y el trueno se producen simultáneamente, primero se ve el relámpago, en razón de que la luz es más veloz, y luego se oye el trueno, puesto que el sonido es más lento.

La velocidad con la cual el sonido se propaga en el aire, al nivel del mar, es de 340 metros por segundo, equivalentes a 1.224 kilómetros por hora. Disminuye con la altitud.

En el agua, la velocidad del sonido es mucho mayor que en el aire: 1.504 metros por segundo, es decir, 5.414 kilómetros por hora.

Notablemente mayor es, todavía, la velocidad con que las ondas sonoras se propagan en los metales: en la fundición de hierro, la velocidad del sonido es de 5.127 metros por segundo, o sea, 18.457 kilómetros por hora. En algunos tipos de acero, la velocidad alcanza los 6.080 metros por segundo (21.888 kilómetros por hora).

¿Por qué el sonido no se transmite en el vacío?

La naturaleza precisa del sonido ha intrigado durante siglos á la gente. Filósofos y científicos aún discuten si el sonido existe aun cuando nadie esté ahí para escucharlo. Si una enorme roca rueda por la ladera de una montaña, lejos del alcance de alguna persona, ¿causa algún ruido?, y silo hace, ¿de qué manera podemos demostrarlo?

Tal debate rara vez termina en un acuerdo, porque la solución a este problema depende de cómo se defina el sonido. los filósofos afirman que el sonido existe sólo si se le escucha; los físicos toman una actitud más objetiva y sostienen que el sonido es una forma de energía que existe aun sin que lo escuche el hombre.
En la actualidad el registro constante de mensajes demuestra que la energía sonora se crea cuando no estamos presentes para escuchar el sonido.

Sin embargo, persiste la confusión respecto a la naturaleza de éste, debido a que el sonido es causa y efecto, pero hay una tendencia a mezclarlos. Para algunos, el sonido es una vibración forzada de átomos y moléculas en un medio de algún tipo, como la atmósfera o el agua.

Por otra parte, es la sensación dentro del receptor, la reacción del oído y del cerebro a vibraciones externas.

En sustancias elásticas, como los gases, muchos líquidos y la mayoría de los sólidos, los átomos y moléculas están en movimiento constante. Un sonido sacude una molécula contra su vecina, lo que pone en marcha una reacción en cadena. Cuando una molécula se aproxima a su vecina, ésta la empuja de regreso pero, al mismo tiempo, se aproxima a otra. Este movimiento rítmico y de atrás hacia adelante se produce ininterrumpidamente en el medio, llevando la energía de la onda sonora.

Normalmente, escuchamos los sonidos por una onda sonora que viaja en el aire; sin ésta no escucharíamos los sonidos que nos son tan familiares. Un volumen de sonido depende de la energía de sus ondas. Si creamos un vacío en un jarro grande, al extraer el aire de su interior no podrá escapar ningún sonido porque no hay nada que lo transmita.

En 1660 el físico Robert Boyle demostró este hecho al suspender un reloj con una buena alarma dentro de un vacío; en el momento en que debía sonar la alarma, los presentes no escucharon nada.

La determinación de la velocidad de propagación del sonido ha ocupado a los científicos durante muchos años. Se han hecho diferentes intentos de obtener un valor exacto, habiendo tratado cada experimentador de reducir o eliminar posibles errores en mediciones anteriores y encontrar así un valor más seguro.

Las primeras mediciones se hicieron disparando un cañón en una colina y registrando con un reloj de precisión el tiempo que transcurría entre el momento en que se veía la explosión de la pólvora y el momento en que el sonido de la misma se oía en otra colina situada a una distancia conocida. Hay dos errores que pueden alterar este tipo de medición.

En primer lugar, todo viento existente modificaría la velocidad real del sonido, aunque este error podría reducirse haciendo la experiencia simultáneamente en ambos sentidos (disparando un cañón en cada colina). El otro error es más serio en el sentido de que poco o nada puede hacerse para eliminarlo —es el error personal debido al tiempo de reacción del observador—. Existe siempre una diferencia de tiempo entre el momento en que el observador ve la señal u oye el sonido y aquel en que reacciona a ello y la registra, y es muy probable que ese lapso sea diferente para señales visuales y señales sonoras.

Como la velocidad del sonido varía con la temperatura y humedad (contenido de vapor de agua) del aire, es mucho mejor si estos dos factores pueden ser cuidadosamente controlados. Por este motivo, las determinaciones modernas de la velocidad del sonido se han llevado a cabo en locales cerrados, como por ejemplo largos y rectos túneles subterráneos.

Velocidad del Sonido: (depende del medio en que se propague)
aire: 340 m/s
agua:1460 m/s.
acero:5941 m/s

Por que la luna muestra siempre la misma cara?
Porque la Tierra tiene Luna?
Porque la Luna tiene cráteres?
Porque la Tierra no tiene cráteres?
Porque no se pueden predecir los terremotos?
Porque hay mareas en el mar?
Porque el sonido no viaja en el vacío?
Porque los hombres quedan calvos?
Porque encanecemos al envejecer?
Porque necesitamos la sangre?
Porque el cerebro necesita oxígeno?
Porque el médico nos golpea las rodillas?
Porque el sano hacer ejercicio?
Porque los italianos comen pastas?
Porque empezamos a usar ropa?
Porque las lámparas fluorescentes aguantan más?
Porque las esponjas absorben líquidos?
Porque la comida se hace más rápido en una olla a presión?
Porque usamos billetes y monedas?
Porque usamos sellos postales?
Porque usamos cubiertos para comer?
Porque se conduce por la izquierda?
Porque arrojamos arroz a los novios?
Porque los camellos tienen jorobas?
Porque los mosquitos atacan más a algunas personas?

PROPAGACIÓN DEL SONIDO. Para entender la acústica, debemos saber cómo se propagan las ondas sonoras desde su fuente hasta el oído y debemos entender el modo en que oímos y evaluamos los sonidos. Uno de los aspectos más importantes del sonido que afecta a la acústica, es el eco. El eco es un sonido que se ha reflejado desde una superficie.

Las superficies duras hechas de maderas, piedra o concreto son buenas para reflejar sonidos y para producir un fuerte eco. Las superficies blandas, como las ropas, absorben el sonido y producen poco eco. En toda sala o auditorio escuchamos a la vez el sonido original directamente de un instrumento o de la boca de un locutor y oímos también los ecos de ese sonido reflejado por las paredes, el piso y el techo. Si el eco llega a nuestro oído sólo una pequeña fracción de segundo después del sonido original, podemos oír el sonido claramente.

Esto sucede si la sala es pequeña. Pero si la habitación o la sala son grandes, el eco puede llegar algún tiempo después e interferirá con el sonido original, haciendo dificultosa una audición correcta. Esto sucede en las catedrales cuyas paredes son de piedra y están a una gran distancia de la persona que habla. A causa del eco, a menudo es imposible entender lo que está diciendo una persona ubicada a alguna distancia.

Otro fenómeno vinculado con el eco es la reverberación. En una habitación o sala, los sonidos se reflejan varias veces desde las superficies y se escuchan, en efecto, muchos ecos. La serie estrechamente agrupada de ecos producida de esa manera se denomina reverberación. Cada uno de los sucesivos ecos es mucho más suave que el anterior, pero si el sonido reverbera de la misma forma demasiado tiempo, la claridad del sonido se verá afectada.

Es posible que la mejor forma de tratar la reflexión es construir el auditorio con materiales absorbentes del sonido, para que las superficies no produzcan ningún eco. Pero si se hace esto, el sonido tendrá una calidad muerta, sin vida. Una cierta cantidad de reverberación es necesaria para dar una calidad satisfactoria al sonido.

En la práctica el tiempo de reverberación (el tiempo después del cual el eco virtualmente desaparece) sería de 1 a 2,5 segundos. En una habitación usada habitualmente para conversar habría menos eco y reverberación que en una sala usada para música. Se puede tener una idea aproximada de la cantidad de eco y reverberación en una habitación, palmeteando con fuerza y escuchando cuidadosamente los ecos.

EL ECO: Toaos nos hemos entretenido alguna vez, en un patio amplio o entre las gargantas de una región montañosa, en escuchar el eco de nuestra voz. El eco es producido por las ondas sonoras que, reflejadas por un obstáculo, vuelven nuevamente hasta nuestros oídos.

También en los locales corrientes las ondas son reflejadas por las paredes y retornan; pero este viaje es tan rápido que el eco se superpone a las palabras. Si el local es lo suficientemente amplio como para que el tiempo entre la ida y el regreso de las ondas sonoras sea más largo, se comienza a advertir un pequeño eco: es lo que llamamos retumbo.

Para poder oír un eco distinguible y perspicuo, separado de los sonidos que le dieron origen, es necesario que el obstáculo se encuentre por lo menos a 17 metros; entonces las ondas sonoras, debiendo recorrer (ida y vuelta) 34 metros, retornarán a nuestros oídos 1/10 de segundo después, tiempo suficiente para oír claramente una sílaba. El eco repite 2, 3, 4 sílabas si el obstáculo está a 2, 3, 4 veces 17 metros.

ROMPER LA BARRERA DEL SONIDO: Todo aeroplano en vuelo es un cuerpo productor de sonido, es decir, que produce ondas sonoras. Estas se propagan en el aire a una velocidad que oscila entre los 1.060 y los 1.224 kilómetros por hora, de acuerdo con el grado de enrarecimiento del aire en el estrato atmosférico en el cual se realiza el vuelo. (Sabemos que la densidad del aire disminuye con la altura).

grafico romper la barrera del sonido


(1) Mientras la velocidad del aeroplano es inferior a los 1.060 kilómetros por hora (velocidad infrasónica) las ondas sonoras generadas por el motor preceden al aparato mismo, en razón de que son más veloces.

(2) Cuando el aparato alcanza los 1.060 kilómetros por hora, iguala la velocidad de las ondas sonoras. Las ondas que él mismo produce no alcanzan a alejarse delante de él, porque el aparato tiene la misma velocidad. El aparato se encuentra, entonces, sometido a una elevadísima suma de vibraciones, llamada "barrera del sonido", que pone a dura prueba la resistencia de la estructura del aeroplano.

(3) Una vez superada la velocidad del sonido, el aparato no se encuentra ya sometido a la terrible acumulación de vibraciones, porque las ondas sonoras por él mismo producidas van siendo dejadas atrás.

Los aviones proyectados para superar la barrera del sonido tienen formas muy aerodinámicas, detalle imprescindible para desarrollar altas velocidades, y se hallan dotados de solidísima estructura.

Trabajo Enviado Por Osvaldo P. Cantonni Santa Cruz-Argentina
Fuente Consultada: El Mundo de los Porque?...
     

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