¿Qué es el SONIDO? la física de las ondas sonoras
Summary
TLDREn este video educativo, el presentador explora el misterio y la ciencia detrás del sonido, explicando que es la propagación de ondas mecánicas a través de un fluido. Utiliza animaciones y medidores de decibelios para ilustrar cómo el sonido se transmite y es percibido por el oído humano. Destaca la importancia de las ondas de presión y cómo su intensidad se mide en decibelios, mostrando la diferencia entre sonidos suaves y ruidososos. Además, ilustra cómo la intensidad del sonido varía con la distancia y cómo esto afecta nuestra percepción auditiva, demostrando con ejemplos prácticos la relación no lineal entre la intensidad del sonido y su medición en decibelios.
Takeaways
- 🎵 El sonido es la propagación de ondas mecánicas a través de un fluido, como el aire, generadas por la vibración de un cuerpo.
- 👂 La percepción del sonido ocurre cuando las ondas de aire alcanzan el tímpano y su membrana se mueve, permitiendo al cerebro distinguir diferentes sonidos.
- 📊 Los decibelios son una unidad utilizada para medir la energía de la onda de sonido, compresando un rango amplio de intensidades en un escala de 0 a aproximadamente 150.
- 📉 La intensidad del sonido es la energía que llega a un receptor por segundo, y está relacionada con la distancia al cuadrado debido a la propagación esférica de las ondas.
- 🚀 Un avión que vuela a velocidades supersónicas puede generar una onda de presión muy fuerte, conocida como estampido sónico.
- 🔊 Los niveles de decibelios en un concierto pueden variar enormemente, desde muy bajos hasta niveles que pueden ser dañinos para la audición.
- 📉 Los decibelios se calculan a través de un logaritmo para comprimir un rango de intensidades en un escala más manejable para la comunicación.
- 🌐 La propagación del sonido en el espacio tridimensional implica que la energía por metro cuadrado disminuye con la distancia al cuadrado.
- 📉 El aumento en los niveles de decibelio no es lineal; por ejemplo, si la intensidad se duplica, los decibelios aumentan en solo 3 unidades.
- 🌆 La distancia del fuente del sonido es crucial, ya que alejarse cuatro veces la distancia original reduce la intensidad y, por lo tanto, los decibelios de manera significativa.
- 🎥 El script también incluye experimentos prácticos para ilustrar cómo varía la intensidad y el nivel de decibelio en diferentes situaciones, como el ruido de un aeropuerto.
Q & A
¿Qué es el sonido según Wikipedia?
-El sonido es cualquier fenómeno que involucra la propagación de ondas mecánicas, generalmente a través de un fluido, generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.
¿Cómo se propaga el sonido en el aire?
-El sonido se propaga en forma de onda a través del aire, transmitiendo vibraciones de un cuerpo a las partículas del aire.
¿Cómo es que nuestro oído puede distinguir diferentes sonidos?
-Nuestro oído distingue sonidos a través de la membrana del tímpano, que capta las pequeñas vibraciones causadas por las ondas de presión y las asocia con sonidos previamente conocidos.
¿Qué son las ondas de presión y cómo afectan nuestra percepción del sonido?
-Las ondas de presión son cambios en la densidad del aire que se propagan como resultado de la vibración de un cuerpo. Cuanto más fuerte es la onda de presión, más fuerte será nuestro percepción del sonido.
¿Qué es un estampido sónico y cómo se produce?
-Un estampido sónico es una onda de presión muy fuerte generada por un objeto, como un avión, volando a velocidades supersónicas, que comprime el aire y es percibida como una explosión.
¿Qué son los decibelios y para qué se utilizan?
-Los decibelios son la unidad utilizada para medir la energía de la onda de sonido. Ayudan a cuantificar la intensidad del sonido de una manera que es comprensible para los seres humanos.
¿Qué es la intensidad del sonido y cómo se mide?
-La intensidad del sonido es la cantidad de energía que llega a un receptor por segundo, dividida por el área. Se mide en vatios por metro cuadrado y se relaciona con la distancia al emisor del sonido.
¿Cómo se relaciona la intensidad del sonido con los decibelios?
-Los decibelios son una escala logarítmica que comprime el rango de valores de la intensidad del sonido, facilitando su comprensión y comparación.
¿Cuál es el rango de decibelios que el ser humano puede escuchar y qué niveles son considerados molestos o dañinos?
-El rango de decibelios que el ser humano puede escuchar va de 0 a más de 150. Los niveles superiores a 70 decibelios pueden ser molestos y los niveles superiores a 120 o 130 decibelios pueden ser dañinos para la audición.
¿Cómo se relaciona la cantidad de fuente de sonido con la intensidad percibida en decibelios?
-Cuando la cantidad de fuente de sonido se multiplica por 2, la intensidad percibida en decibelios aumenta en aproximadamente 3 decibelios debido a la relación logarítmica entre ambas medidas.
¿Cómo afecta la distancia al nivel de decibelios percibido por un sonido?
-A medida que aumenta la distancia del emisor del sonido, los decibelios percibidos disminuyen, siguiendo una relación al cuadrado en el denominador debido a la propagación esférica de las ondas sonoras.
¿Por qué es importante entender la relación entre sonido, intensidad y decibelios para el siguiente vídeo sobre este tema?
-La comprensión de la relación entre sonido, intensidad y decibelios es fundamental para entender conceptos más avanzados relacionados con el sonido, como la propagación en diferentes ambientes y los efectos en la percepción humana.
Outlines
🔊 Introducción al sonido y su importancia
El primer párrafo introduce el tema del video, el sonido, y plantea la idea de que aunque muchas personas han reflexionado sobre él, no todos conocen todos los aspectos detrás de este fenómeno. El video pretende explicar qué es el sonido y cómo se relaciona con objetos supersónicos. Se menciona que el contenido puede ser de interés para estudiantes de segundo de bachillerato y se hace un llamado a la suscripción del canal para seguir el tema en profundidad. El sonido se define como un fenómeno que implica la propagación de ondas mecánicas a través de un fluido, como el aire, causadas por la vibración de un cuerpo. Se proporciona una analogía para entender cómo las partículas del aire transmiten las vibraciones y se relaciona con la membrana del tímpano para percibir diferentes sonidos.
📊 Decibelios y la medición del sonido
El segundo párrafo se enfoca en la medición del sonido a través de los decibelios. Los decibelios se describen como la unidad estándar para medir la energía de la onda de sonido. Se explica que los decibelios simplifican la escala de medición de la intensidad del sonido, utilizando un logaritmo para comprimir un rango muy amplio de valores en un intervalo de 0 a 150 decibelios. Se menciona que los niveles de sonido inferiores a 70 decibelios no son molestos, pero a partir de ese umbral, el sonido puede resultar molesto y a partir de 120-130 decibelios, puede causar daño en la membrana del oído. El video incluye experimentos prácticos, como medir los decibelios de un grito y el ruido generado por aviones en un aeropuerto, para ilustrar cómo la intensidad del sonido y la distancia afectan la percepción de los decibelios.
🚀 Complicaciones de la medición del sonido y su relación con la distancia
El tercer párrafo profundiza en la complejidad de la medición del sonido, destacando cómo la intensidad del sonido se relaciona con la distancia al cuadrado debido a la forma en que se propagan las ondas sonoras en esferas. Se ilustra cómo un pequeño aumento en la distancia puede resultar en una disminución significativa de los decibelios percibidos. Se presentan ejemplos prácticos, como la diferencia de decibelios entre la proximidad a un avión Boeing 777 frente a un Airbus A320, y cómo la multiplicación del número de fuentes de sonido (aviones) no resulta en una suma lineal de decibelios, sino que sigue una curva logarítmica. El video concluye con un mensaje sobre la importancia de comprender estos conceptos para el próximo video sobre el tema y anima a los espectadores a interactuar y suscribirse al canal.
Mindmap
Keywords
💡Sonido
💡Onda mecánica
💡Decibelios
💡Intensidad
💡Presión
💡Tímpano
💡Sónico
💡Medidor de decibelios
💡Logaritmo
💡Aeropuerto de Heathrow
Highlights
El sonido es la propagación de ondas mecánicas a través de un fluido como el aire.
La vibración de un cuerpo, como la garganta, genera un sonido que se transmite al aire.
La membrana del tímpano permite distinguir diferentes sonidos a través de vibraciones mínimas.
Todos los sonidos son ondas de presión en el aire que afectan la membrana del tímpano.
La intensidad del sonido se mide en vatios por metro cuadrado y varía con la distancia al emisor.
Los decibelios son una unidad utilizada para medir la energía de la onda de sonido.
Los decibelios comprimen una amplia escala de intensidad en un rango de 0 a 150.
El rango de intensidad del sonido es desde 0.000001 vatios/m² hasta 1E4 vatios/m².
La intensidad del sonido se calcula dividiendo la energía por el área de la esfera de propagación.
Los niveles de sonido no molestos están por debajo de los 70 decibelios.
Niveles de sonido por encima de 120-130 decibelios pueden ser dañinos para la audición.
Se realizaron experimentos con medidores de decibelios para entender la intensidad del sonido.
Un grito puede medirse en aproximadamente 18 decibelios.
Los aterrizajes de aviones en el aeropuerto de Heathrow pueden superar los 100 decibelios.
La relación entre la intensidad del sonido y la distancia al emisor es no lineal y se ve afectada por el área al cuadrado.
Dos F-18 superaños pueden generar alrededor de 70 decibelios, mientras que cuatro solo incrementan a 73 decibelios.
Aumentar la distancia al cuadrado reduce drásticamente la percepción de decibelios.
Un Boeing 777 a 100 metros puede medirse en 101 decibelios, mientras que un Airbus A320 medirá unos 90 decibelios.
Se necesitarían 10 Airbus A320 para sonar igual que un Boeing 777 en términos de decibelios.
Transcripts
muy buenas yonki de la ciencia cómo
estás hoy vamos a hablar un poco sobre
el sonido que es realmente el sonido
alguna vez te has parado a preguntártelo
es probable que sí que te has parado a
pensar sobre el sonido alguna vez pero
estoy convencido de que no sabes todo lo
que hay tras ello y como en una semana
si quiero sacar un vídeo increíble
acerca de algo del sonido y objetos
supersónicos creo que ya os lo podéis
ver venir pues necesito que realmente
entendáis que es el sonido así que para
ello como de costumbre ya he preparado
unas animaciones increíbles y aparte
vamos a hacer uso de un medidor de
decibelios y vamos a hacer unos cuantos
experimentos con medidores de decibelios
para realmente entender en profundidad
qué es el sonido así que si no estás
suscrito este canal subscríbete y vamos
conmigo por cierto para aquellos que
estéis estudiando segundo de
bachillerato esto creo que es temario de
selectividad así que os importa más que
a ningún otro vale pues como siempre
vamos a empezar por lo más básico que es
realmente el sonido según wikipedia es
cualquier fenómeno que involucre la
propagación de ondas mecánicas
generalmente a través de un fluido que
está generando el movimiento vibratorio
de un cuerpo como ya sabrás el aire
formado por millones de partículas en
este caso ahora mismo mi garganta está
vibrando de una cierta forma que
transmite esta vibración a las
partículas que hay en el aire y esto se
propaga en forma de onda y eso luego
llega a tu oído y mediante la membrana
que está en el tímpano
tú puedes distinguir los sonidos para
hacer una analogía vamos a decir que
esto es la membrana que está dentro de
tu tímpano entonces las partículas al
vibrar unas con otras que de verdad las
vibraciones son ridículas pero aún así
tu oído está tan bien hecho que es capaz
de distinguir esas pequeñas pequeñas muy
pequeñas vibraciones y diferentes entre
ellas y así es como le da a tu cerebro
información de diferentes sonidos así es
como puedes diferenciar yo que 6 la
letra f de la letra r o el sonido de la
mesa con el sonido de la pared con el
sonido de esto puedes distinguir todos
esos diferentes sonidos porque tu oído
la membrana de tu oído asocia esas
vibraciones con sonidos que ya conocías
de antes pero todos los sonidos son
ondas de presión en el aire y es por eso
que si emitimos una onda de presión muy
flojita hará que la membrana del tímpano
se mueva muy poquito
como un sonido muy flojo por lo
contrario si emitimos un sonido muy
fuerte las ondas de presión van a ser
muy fuertes y van a hacer que la
membrana se meta muy para adentro y por
ser por supuesto eso va a hacer que tú
sientas un sonido muy fuerte esta es la
razón por la que un caza volando a
velocidades supersónicas es capaz de
generar un estampido sónico una onda de
presión muy fuerte que nosotros
percibimos como explosión porque está
comprimiendo mucho el aire pero de esto
hablaremos en el futuro entonces ahora
como relacionamos el sonido con los
decibelios porque de verdad estoy
convencido de que alguna vez has
escuchado unos cuantos decibelios bueno
pero realmente qué son los decibelios
bueno pues los decibelios son
simplemente la unidad que se utiliza por
norma general porque hay otras unidades
pero es la que se utiliza por norma
general para medir la energía de la onda
de sonido como te decía si yo doy una
palmada muy floja tú recibirás pocos
decibelios y percibirlas un sonido muy
leve sin embargo si llego de una forma
una palmada fuerte recibirás un sonido
fuerte y por supuesto muchos decibelios
pero el caso es que los decibelios no es
la unidad original que se utiliza para
medir la energía que se crea en un
sonido para eso
está la intensidad pero el problema es
que la intensidad tiene un abanico de
valores increíbles desde 0,000001 vatio
por metro cuadrado hasta 1 por 10 a la 4
vatios por metro cuadrado o sea un
abanico de muchísimos celos de por medio
que harían imposible hablar de sonido
entre nosotros imagínate que yo te
dijera el otro día estuve en un
concierto que había 0,000001 vatios por
metro cuadrado donde yo estaba situado
no tiene sentido para eso se ha
inventado el decibelios lo único que
hace es comprimir toda esa escala y
ponerla en números con los que sí que
estamos familiarizados de 0 a 150 más o
menos y esto lo hace simplemente
utilizando un logaritmo así de sencillo
entonces sergio si me está diciendo que
la unidad original es la intensidad que
es la intensidad bueno a eso vamos
representa cuánta energía realmente le
llega a un receptor por segundo ojo esto
es por segundo es muy importante porque
por ejemplo imagina que tú me preguntas
oye cuántas personas pasan por el
aeropuerto de madrid-barajas yo te
dijera 8 millones bueno 8 millones cada
día
cada mes cada semana cada año pues es lo
mismo cuánta energía por segundo y
dividido por el área pero qué área
bueno pues cuando un emisor genera una
onda sonora como bien sabes estas se
propagan en círculos por lo que un
pedazo de onda que inicialmente guardaba
una cierta energía a medida que se aleja
del punto inicial esa misma energía va
ocupando más espacio por lo que a medida
que te vas alejando toda esa energía se
va esparciendo entre más espacio por lo
tanto hay menos energía por metro
cuadrado pero en realidad vivimos en un
mundo tridimensional por lo que las
ondas sonoras no se propagan en círculos
sino en esferas así que la intensidad
que tú vas a percibir va a ser la
energía emitida por el emisor / segundo
dividido por el área de la esfera
dependiendo de por supuesto a la
distancia a la que estés ese radio es la
distancia a la que estás desde el punto
en el que se ha creado el sonido por lo
que si has entendido esto de la
intensidad ya está entiendes los
decibelios porque simplemente es meter
este valor dentro de un logaritmo y ya
está lo que te va hacer eso es comprimir
t la escala y hacer que sea muchísimo
pequeña que vaya de 0 a unos 150
decibelios más o menos siendo 0 el valor
mínimo que se pueda escuchar y siendo
150 aunque bueno en realidad puede haber
más 150 el valor máximo que se pueda
escuchar pero como puedes ver por
ejemplo en esta gráfica se han medido
hasta más o menos 180 decibelios muy
importante es que hasta los 70
decibelios el sonido es entre comillas
no molesto sin embargo a partir de 70 ya
empieza a molestarte y a partir de unos
120 decibelios o 130 ya empieza a
considerarse dañino incluso puede ser
que cause daño irreparable en tu oído en
la membrana puede ser que la rompa
como te decía la membrana es
literalmente una membrana como ésta por
lo tanto una onda de presión muy fuerte
haría algo como te rompería la membrana
y eso no se puede arreglar vale pues
hemos llegado a la mejor parte del vídeo
donde te voy a poner todo esto en
práctica para que lo veas en la vida
real primera cosa que vamos a hacer voy
a gritar y vamos a ver cuántos
decibelios se perciben voy a gritar algo
que los vecinos estén acostumbrados para
que no se asusten está puesto para que
capte el máximo de decibelios y se queda
ahí
18
unos 107 decibelios como se puede ver
aquí estamos en el aeropuerto de
heathrow y nos tratéis a la idea de la
locura que está pasando por aquí nos
oficialidad
[Aplausos]
como puedes ver en los aterrizajes que
me estaba pasando por encima creo que
fue una 350 y un buen 787 se llegan a
superar los 100 decibelios y como has
visto eso es más o menos como si yo
quitara en tu oído o sea cuando te pasa
a un avión a una distancia de unos 10
metros de altura un avión grande es como
si alguien te estuviera gritando en el
oído es una locura y ahora es cuando voy
a hacer que te exploten la cabeza porque
nosotros estamos acostumbrados a vivir
en un mundo lineal bueno nuestro cerebro
piensa de forma lineal las típicas de
regla de tres si un coche me cuesta diez
mil euros dos coches me costarán x en
tren despejas no la típica regla de tres
es bueno pero aquí eso no funciona
porque tenemos la longitud la distancia
sala r que va al cuadrado en el
denominador además y luego tenemos
logaritmos o sea es una auténtica locura
y hace como que no tenga sentido para
nosotros por ejemplo imagínate que pasan
dos f-18 es por aquí por encima de mi
casa ahí están a una distancia de unos
200 metros me pongo a medir con el
medidor de decibelios unido
70 decibelios más o menos ahora
imagínate que en lugar de ser dos f-18
si fueran cuatro cuantos decibelios
crees que mediría el medidor por
supuesto asumiendo que los cuatro
aviones están super cerca los unos de
los otros y que además generan
exactamente el mismo ruido porque si no
sería trampa obviamente bueno pues si
dos f-18 se estaban generando 70
decibelios cuatro f-18 os van a generar
alrededor de 73 decibelios solamente
sube 3 decibelios esto es porque la
teoría dice que cuando tú multiplicas
por 2 la intensidad esto se refleja en
un aumento de 3 de cibeles para que lo
entiendas es como si yo doy una palmada
y tú detectas por ejemplo 50 decibelios
estando a 10 metros y ahora en vez de
dar una palmada daríamos dos palmadas y
detectar y us 53 decibelios porque la
intensidad se ha multiplicado por 2 te
dejo un link abajo con el que vas a
poder estar coqueteando cosas que es
súper entretenido por otra parte como te
decía el radio que está al cuadrado y en
el denominador por lo que también es muy
interesante jugar con la distancia por
ejemplo si yo en el aeropuerto de
heathrow estaba más o menos a unos 10
metros de altura de la 350 con el que me
di 100 decibelios a qué altura tendría
que pasar ese avión por encima de una
casa para
en lugar de detectar 100 decibelios
detecte 70 decibelios que como decía
está en el límite entre los molestos y
los no molestos porque como te digo en
serio 100 decibelios fue una locura fue
como si me gritar a alguien en la cabeza
pues sorpresa tendría que pasar a más de
300 metros por encima de la casa para
detectar solamente 70 decibelios es una
locura esto de que la distancia esté al
cuadrado y en el denominador es una
locura porque nos dice que cuando tú te
alejas cuatro veces la distancia
original los decibelios empiezan a
decaer ya muy muy poco esto es porque se
rige bajo este tipo de curva o sea si yo
me pongo a 20 metros de una fuente de
sonido y mido 70 decibelios y luego me
alejo 4 veces la distancia inicial osea
80 metros porque 20 por 4 son 80 medir
el 57 decibelios o sea la diferencia
será más o menos de unos 13 decibelios
pero si ahora me alejo hasta los 100
metros me diría 56 decibelios casi lo
mismo pero si ahora me alejo hasta 150
bajará solamente hasta 52 con 5
decibelios pero para mí cuando más me
explota la cabeza es cuando me pongo a
pensar que en el aeropuerto de giro
cuando me pasó por encima por ejemplo el
boeing triples 7
100 decibelios 101 en concreto sin
embargo cuando me pasaba a la 320 que es
un avión mucho más pequeño detecte
alrededor de unos 90 decibelios entonces
cuántos a 320 me tendrían que pasar por
encima a la vez para detectar en vez de
90 decibelios 101 decibelios más o menos
bueno pues es increíble tendrían que ser
10 a 320 es para que sonaran igual que
un boeing triples 7 es la magia de los
logaritmos bueno yo amplia ciencia
espero que realmente te haya gustado
este vídeo sé que ha sido un poco
complicado porque son como te digo como
nuestro cerebro mide todo bajo curvas
lineales pues como que no tiene sentido
para nosotros pero de verdad es súper
interesante y como te digo es muy
importante que lo hayas entendido para
el siguiente vídeo que va a venir sobre
este tema que estoy seguro de que te va
a encantar ya sabes si te ha gustado
este vídeo dale un pedazo de like
suscríbete si no me conocías ya sabes
que me puedes encontrar en formato
podcast te dejo un link abajo también
para que puedas ir al canal de podcast
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verte este vídeo aquí ya sabes como
siempre ciencia plomo
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