La velocidad del sonido en el aire es de 330 m/s, mientras que en el agua es de 1480 m/s en condiciones típicas. Pero, ¿cambia la frecuencia del sonido con el medio? Vamos a discutir en detalle.
La frecuencia del sonido sigue siendo la misma, pero la longitud de onda y la velocidad cambian en diferentes medios. La frecuencia depende solo de la fuente de la onda de sonido, mientras que la velocidad y la longitud de onda son los parámetros que varían al viajar a través de diferentes medios, ya que dependen del medio en el que viaja la onda.
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¿Por qué la frecuencia no cambia en diferentes medios?
Ondas sonoras entra en la categoría de ondas longitudinales y requiere un medio material para su propagación.
El número de ondas que avanzan a través de un punto fijo del medio en un segundo o el número de vibraciones de una partícula en el medio a medida que viaja la onda es su frecuencia. Como una partícula en el medio vibra con una frecuencia particular, su partícula vecina también comienza a vibrar con la misma frecuencia. La frecuencia es independiente del medio, mientras que la velocidad de las ondas sonoras depende de la elasticidad y la densidad del medio.
v=√mi/ρ
La frecuencia de la onda de sonido cambia solo cuando hay un cambio en la fuente de la onda y es independiente de la rigidez del medio material.
Es por eso que; la velocidad del sonido es diferente en sólidos y líquidos.
Sabemos, v = fλ
Dónde, v es la velocidad, f es la frecuencia, λ es la longitud de onda de la onda de sonido respectivamente.
La velocidad y la longitud de onda de las ondas sonoras cambian de tal manera que se mantiene constante la frecuencia. Por lo tanto, las ondas de sonido que se mueven a alta velocidad tendrían longitudes de onda grandes, de modo que la frecuencia no cambia.
Pocas instancias/ejemplos de ¿Cambia la frecuencia del sonido con el medio?
Nuestros cerebros perciben la frecuencia de las ondas sonoras como tono. Entonces, el cambio en el tono de un sonido es equivalente al cambio en su frecuencia. Aquí hay algunos ejemplos que analizan si la frecuencia del sonido cambia con el medio:
- La frecuencia del sonido de cualquier instrumento musical.
- El canto de los pájaros
- El sonido producido por el repique de campanas
La frecuencia del sonido de cualquier instrumento musical.
La frecuencia del sonido producido por un instrumento musical no cambia con el medio ya que depende únicamente de su fuente.
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Por ejemplo, la frecuencia del sonido producido por una guitarra no cambia a medida que se propaga a través de diferentes medios. Su frecuencia cambia solo cuando el músico cambia las notas. Las cuerdas de la guitarra son la fuente de frecuencia del sonido musical producido por la guitarra. Los oyentes perciben el cambio de frecuencia como un cambio de tono.
El canto de los pájaros
La fuente de la frecuencia del sonido producido por el canto de los pájaros es su cuerda vocal. Cada vez que cambian las vibraciones de las cuerdas vocales, la frecuencia cambia pero no cambia con el medio.
El sonido producido por el repique de campanas
Para explicarlo más crudamente, supongamos que se hace vibrar una campana 4 veces por segundo. Esto implica que la frecuencia es de 4 Hz. Las moléculas de aire circundantes comienzan a vibrar con la misma frecuencia y se transfieren a sus moléculas vecinas. Ningún otro agente puede cambiar la frecuencia de vibración incluso cuando se cambia el medio.
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Preguntas frecuentes: ¿Cambia la frecuencia del sonido con el medio?
¿La onda sonora es transversal o longitudinal? Explique cada uno de ellos.
Aislamiento de Sonido onda es un ejemplo de una onda longitudinal ola.
Una onda longitudinal se puede describir como el tipo de onda donde la vibración de las partículas en el medio es a lo largo de la dirección de propagación de la onda. Por el contrario, una onda en la que la vibración de las partículas en un medio es perpendicular a la dirección de propagación de la onda se define como onda transversal.
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La onda de luz, una radiación electromagnética, es una ejemplo de onda transversal donde las vibraciones del campo eléctrico, las vibraciones del campo magnético y la dirección de propagación son mutuamente perpendiculares entre sí.
¿Qué es el efecto Doppler en los sonidos?
Efecto Doppler en las ondas sonoras es el cambio aparente en la frecuencia del sonido percibido por el observador cuando la fuente o el observador o ambos se acercan o se alejan uno del otro.
Una demostración simple del efecto Doppler es cuando un objeto que produce sonido se mueve hacia nosotros, la frecuencia del sonido aumenta o escuchamos un sonido con un tono alto. Y cuando la fuente se aleja de nosotros, la frecuencia del sonido disminuye o escuchamos un sonido de tono bajo.
El ejemplo más comúnmente observado que demuestra este efecto es el cambio de tono del sonido que se escucha en una ambulancia cuando se mueve más rápido con su sirena. Cuando la ambulancia se acerca a nosotros, escuchamos un sonido de tono alto y cuando se aleja, se escucha un sonido de tono bajo.
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La fórmula para encontrar la frecuencia observada del sonido en el efecto Doppler está dada por
f'=f (v' v0)/(v'vs)
Donde f' es la frecuencia observada
f es la frecuencia real
v es la velocidad de las ondas sonoras
v0 es la velocidad del observador
vs es la velocidad de la fuente
Dependiendo de si la fuente y el observador se acercan o se alejan, y la velocidad de la fuente y el observador, la fórmula anterior variará ligeramente en diferentes situaciones. Hay cuatro casos diferentes:
- Cuando la fuente se acerca al observador que está en reposo
Como el observador está en reposo, v0 = 0. Por lo tanto, la ecuación se convierte en
f'=f (v/vvs)
- Cuando la fuente se aleja de un observador que está en reposo
aquí0=0 y la dirección de la velocidad de la fuente es opuesta, por lo tanto, negativa.
Entonces, f'=fv/v-(-vs)
- Cuando el observador se acerca a una fuente estacionaria
aquís= 0. La ecuación se convierte en
f'=f{v+v0/v}
- Cuando el observador se aleja de una fuente estacionaria
Aquí, dado que el observador se está alejando, la dirección es opuesta.
f'=f {vv0/v}
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Hola, soy Deeksha Dinesh, actualmente cursando un posgrado en Física con especialización en el campo de la Astrofísica. Me gusta entregar conceptos de una manera más simple para los lectores.