¿Si nos encontramos a una distancia de 5 km del timbre del colegio y la temperatura del aire es de 20°C, en que momento llega a nosotros para poder apresurara el llegar a tiempo?
Respuestas
Respuesta:
Explicación:
INSTRUCCIONES
PARA DESARROLLAR LA ACTIVIDAD DEBES:
1 EL SONIDO
Cuando golpeas un cuerpo o pulsas un instrumento musical o cuando escuchas una conversación del otro lado de una pared, etc., en tu oído se produce un efecto psico-fisiológico denominado sonido.
Para comprender mejor esto imaginemos un tubo muy largo lleno de aire, formado por una cantidad muy grande de pequeñas partículas o moléculas Inicialmente en reposo (o más técnicamente, en equilibrio)
Las moléculas que se encuentran junto al pistón serán empujadas, mientras que las que se encuentran alejadas no. En la zona del pistón el aire se encontrará más comprimido que lejos de él, es decir que la misma cantidad de aire ocupa menos espacio. El aire comprimido tiende a descomprimirse (como cuando abrimos la válvula de un neumático).
Es importante enfatizar que el aire no se mueve de un lugar a otro junto con el sonido. Hay trasmisión de energía pero no traslado de materia
.
VELOCIDAD DEL SONIDO
La velocidad del sonido depende de las características del medio donde se propaga. Estos factores son la compresibilidad y la densidad. Además de estos factores, en los gases se consideran la masa molecular del gas y la temperatura.
En los gases ocurre que, a mayor temperatura, mayor es la velocidad, ya que al aumentar la temperatura, la rapidez de las moléculas del medio aumenta, lo que ocasiona un incremento en la rapidez de la propagación. Experimentalmente se ha comprobado que, para temperaturas comprendidas entre 0°C y 35 °C, la velocidad del sonido aumenta 0,6 m/s por cada grado Celsius que aumente la temperatura.
A 0 °C, la velocidad del sonido en el aire es 331 m/s, luego la expresión que relaciona la velocidad del sonido en el aire, expresada en m/s, con la temperatura, expresada en °C, es:
v =331 m/s + 0,6 m/s . T . °C-1
EJEMPLO 1. ¿En qué momento llega a nosotros el sonido de la campana de una iglesia si nos encontramos a tres cuartos de kilómetro de distancia y la temperatura del aire es de 15 °C?
SOLUCION:
Para determinar el tiempo en el cual escuchamos el sonido, utilizamos la siguiente expresión:
RESPUESTA:El sonido producido por la campana se escucha a los 2.20 s de haberse producido.
EJEMPLO 2. En Bogotá, en los días calurosos, la temperatura suele pasar de 0 °C a 20.5 °C.
a. ¿Cuál es la velocidad del sonido a 20.5 °C?
SOLUCION: Para hallar la velocidad del sonido con la variación de temperatura es:
RESPUESTA: La velocidad del sonido en el aire a 20.5°C
b. ¿En cuánto aumenta la velocidad del sonido?
SOLUCION:
Al pasar la temperatura de 0 °C a 20.5 °C
la diferencia entre las velocidades es 12.3 m/s.
RAPIDEZ DE LAS ONDAS SONORAS
la rapidez v de una onda transversal en una cuerda depende de la tensión F en la cuerda y la densidad lineal de masa m: ¿Existe una expresión correspondiente para la rapidez de las ondas sonoras en un gas o un líquido? ¿De qué propiedades del medio depende la rapidez?
para las ondas mecánicas en general, la expresión de la rapidez de la onda tiene la forma
Una onda sonora en un volumen de fluido causa compresiones y expansiones del fluido, de modo que el término de fuerza de restitución de la expresión anterior debe tener que ver con lo fácil o difícil que es comprimir el fluido. Esto es precisamente lo que nos dice el módulo de volumen B del medio. Según la segunda ley de Newton, la inercia está relacionada con la masa. Lo “masivo” de un fluido se describe con su densidad r, que es masa por unidad de volumen. (La cantidad correspondiente para
una cuerda es la masa por unidad de longitud, m.) Por lo tanto, cabe esperar que la rapidez de las ondas sonoras tenga la forma: