¿Qué es el SONIDO? la física de las ondas sonoras

Sergio Hidalgo

31 Aug 202011:47

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

00:00

🔊 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.

05:01

📊 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.

10:02

🚀 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

El sonido es un fenómeno que implica la propagación de ondas mecánicas, generalmente a través de un fluido como el aire. En el video, se explica que el sonido se produce por la vibración de un cuerpo, como la garganta de una persona hablando, que transmite la vibración a las partículas del aire, creando una onda que llega al oído y es percibida como sonido.

💡Onda mecánica

Las ondas mecánicas son una forma de transferencia de energía que se propaga a través de un medio, como el aire, y son causadas por la vibración de un cuerpo. En el contexto del video, las ondas mecánicas son fundamentales para entender cómo el sonido se produce y se propaga, como cuando una vibración en el aire se transmite hasta la membrana del tímpano.

💡Decibelios

Los decibelios son una unidad utilizada para medir la intensidad del sonido, basándose en la energía de la onda de sonido. En el video, se menciona que los decibelios miden la energía del sonido y se relacionan con la percepción auditiva, donde los niveles bajos de decibelios corresponden a sonidos suaves y niveles altos a sonidos fuertes.

💡Intensidad

La intensidad es la cantidad de energía que llega a un receptor por segundo, dividida por el área a través de la cual se propaga. En el video, se explica que la intensidad es crucial para entender los decibelios, ya que esta medida se convierte en decibelios mediante la aplicación de un logaritmo, permitiendo comparar diferentes niveles de sonido.

💡Presión

La presión en el contexto del sonido se refiere a las ondas de presión que se generan cuando un cuerpo vibra y empuja partículas del aire. En el video, se describe cómo las ondas de presión, como las generadas por un avión que vuela a velocidades supersónicas, pueden ser intensas y resultar en un estampido sónico.

💡Tímpano

El tímpano es una membrana elástica en el oído que vibra en respuesta a las ondas de sonido y es esencial para la percepción auditiva. En el video, se ilustra cómo las vibraciones del aire llegan al tímpano y son convertidas en señales que el cerebro puede interpretar como sonidos.

💡Sónico

El término 'sónico' se refiere a algo que está relacionado con el sonido o que ocurre a la velocidad del sonido. En el video, se menciona el 'estampido sónico', que es un ejemplo de una onda de presión intensa generada por un objeto que se mueve a velocidades supersónicas.

💡Medidor de decibelios

Un medidor de decibelios es un dispositivo que mide la intensidad del sonido en decibelios. En el video, se utiliza un medidor de decibelios para ilustrar cómo diferentes fuentes de sonido, como el grito de una persona o el ruido de un aeropuerto, se miden en términos de su intensidad.

💡Logaritmo

Un logaritmo es una función matemática que se utiliza para representar el poder o la escala de un número. En el video, se explica que los decibelios se calculan utilizando un logaritmo, lo que permite convertir una escala de intensidad de sonido muy amplia en una escala más comprensible de 0 a 150 decibelios.

💡Aeropuerto de Heathrow

El Aeropuerto de Heathrow es mencionado en el video como un ejemplo de un lugar con altos niveles de ruido, donde se realizan mediciones de decibelios. Se utiliza para ilustrar cómo el ruido de los aviones en un aeropuerto puede ser comparado con otros sonidos en términos de su intensidad medida en decibelios.

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.