PRACTICA 1:
INSTRUMENTOS PARA ESTUDIAR EL SONIDO (I):
EL SONÓMETRO
Objetivos
·
Aprender
a manejar y entender el funcionamiento del sonómetro para la toma de medidas de
niveles de ruido.
·
Utilizar
las mediciones realizadas para evaluar los niveles de ruido de distintos
electrodomésticos.
·
Reflexionar
sobre el ruido que nos rodea.
·
Conocer
los efectos ocasionados por niveles de ruido inadecuados.
·
Demostrar
la disminución del nivel de intensidad sonora con la distancia.
·
Estudiar
la relación entre el nivel sonoro de varias fuentes superpuestas y el de cada
una por separado.
Fundamento teórico
La intensidad de una onda está relacionada con su
amplitud. En el caso del sonido, cuanto mayor sea la amplitud con la que vibran
las moléculas del aire, más fuerte lo escucharemos.
El sonómetro
es un instrumento para medir el nivel de
intensidad de un sonido. Este nivel de intensidad se mide con una escala
adaptada a nuestra capacidad de percepción auditiva. El oído humano puede
percibir sonidos de determinadas frecuencias (desde 20 a 20000 Hz) y con distintas
intensidades. El nivel de intensidad sonora se mide en decibelios (db). El
umbral de audición marca los 0 db. Una conversación normal se realiza a unos
50- 60 db. Por encima de los 120 db se siente dolor.
El ruido es
un sonido molesto que puede producir efectos fisiológicos y psicológicos
nocivos para una persona o grupo de personas.
La contaminación acústica es considerada por la
mayoría de la población de las grandes ciudades como un factor medioambiental
muy importante, que incide de forma principal en su calidad de vida. La causa
principal de la contaminación acústica es la actividad humana; el transporte,
la construcción de edificios y obras públicas, la industria, entre otras. Los
efectos producidos por el ruido pueden ser fisiológicos, como la pérdida de
audición, y psicológicos, como la irritabilidad exagerada. Un informe de la Organización Mundial
de la Salud
(OMS), considera los 50 dB como el límite superior deseable.
Material
Un sonómetro. Electrodomésticos: un secador de pelo,
una minipimer, un aspirador, un reproductor de música, unos cascos, un órgano
eléctrico…
OBSERVACIONES:
Todas las mediciones que vamos a llevar a cabo se van
a ver afectadas por el ruido de fondo de la clase.
No podemos evitarlo de forma sencilla, pero sí tratar
de minimizar su efecto. Para ello hemos de:
1º- Guardar el máximo silencio posible en la clase.
2º- Tomar las medidas muy cerca de la fuente sonora,
para que sea este sonido el que predomine.
En cualquier caso, nuestro objetivo no es obtener
datos muy precisos, sino orientativos, y además, en la vida cotidiana siempre
existe un ruido de fondo.
Procedimiento
Primera
parte: Niveles de sonoridad de distintos electrodomésticos
Aprende
a medir con el sonómetro.
Sitúa siempre el sonómetro a la misma distancia
(aproximadamente10 cm) de la fuente sonora, para que los resultados sean
comparables.
Anota
las lecturas del sonómetro ubicándolas en la siguiente tabla 1:
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Fuente
sonora
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Nivel de
intensidad sonora (db)
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Medida
1
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Medida2
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Medida3
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Medida
4
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Valor
medio
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Ruido
de fondo
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Secador
de pelo
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Minipímer
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Reproductor
de música al volumen que sueles escucharlo
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Música
en los cascos, al volumen que sueles escucharla
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Un
órgano eléctrico con música grave y volumen máximo
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Un
órgano eléctrico con música aguda y volumen máximo
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Segunda
Parte: Disminución de la intensidad sonora con la distancia
Completa
la siguiente tabla 2 anotando las mediciones en decibelios (dB) emitidos
por una misma fuente. El micrófono debes
colocarlo a distancias mostradas en la tabla.
Es
muy importante que estéis en silencio. ¿Cuál es el problema de medir a largas
distancias respecto al rigor de los resultados?
|
Distancia a la
fuente sonora (cm)
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Nivel de
intensidad (db)
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Medida1
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Medida2
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Medida3
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Media
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10
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50
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100
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200
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Tercera parte: Suma de intensidades
Mide por separado el nivel de
intensidad sonora de dos fuentes. Luego enciende las dos a la vez y mide los
decibelios, ¿qué esperas obtener? , ¿es la suma?
PRÁCTICA 2:
INSTRUMENTOS PARA ESTUDIAR EL SONIDO (II): EL OSCILOSCOPIO
Objetivos
- Conocer el osciloscopio.
- Comprender qué es la amplitud y la frecuencia de
una onda utilizando el osciloscopio.
- Relacionar la intensidad sonora con la amplitud
de la onda sonora y el tono con el número de oscilaciones por segundo.
Fundamento teórico
El sonido
es una onda longitudinal de presión que transporta
energía mecánica, la cual se transmite por colisiones entre las partículas del
medio. Una onda es un movimiento de vibración que se transmite a lo largo del
espacio.
El osciloscopio es un
instrumento que dibuja el movimiento de vibración de una onda en una pantalla y
nos permite estudiar sus características (amplitud, frecuencia…) y medirlas.
Una onda
sinusoidal es la que tiene esta forma:
En la realidad las ondas suelen ser mucho más
complejas y su forma se aleja de esa sinusoide. Puedes comprobarlo observando
cómo dibuja el osciloscopio el ruido de fondo de la clase. Un sonido continuo de una única frecuencia aparecerá en el osciloscopio
como una onda sinusoidal.
Cualidades de una onda sinusoidal en el osciloscopio:
-
La amplitud es la altura de la
vibración. Se mide en unidades de
longitud.
-
La frecuencia es el número de vibraciones
que realiza la onda en un segundo. Se mide en herzios. Cuanto mayor sea la
frecuencia, más ondulaciones completas cabrán en la pantalla, más cerca estarán
unas de otras.
Cualidades de la percepción del sonido:
-
Tono: un
sonido puede resultarnos más grave o más agudo. Veremos que los sonidos son
tanto más agudos cuanto mayor sea su frecuencia.
-
Intensidad:
un sonido se escucha con mayor intensidad si la onda sonora vibra con más
amplitud.
Material
También necesitaremos un micrófono conectado al ordenador.
Procedimiento
Escucharemos sonidos de
distintas intensidades, para relacionar el tono más agudo o grave con la
frecuencia. Después observaremos la onda representada en el osciloscopio en
cada caso.
Aumentaremos y disminuiremos
la intensidad del sonido para demostrar con el osciloscopio que cuanto mayor
sea la intensidad, mayor es la amplitud de la onda.
PRÁCTICA 3:
EL DIAPASÓN Y LA RESONANCIA
Objetivos
·
Conocer
el diapasón como fuente de un sonido de única frecuencia.
·
Observar
el fenómeno de la resonancia de las ondas sonoras.
Fundamento teórico
Un
diapasón es
un dispositivo
metálico (generalmente
acero) con forma de
horquilla.
Puede estar sobre una
caja de resonancia
para aumentar la intensidad del sonido. Se utiliza principalmente como
referencia para
afinación de
instrumentos musicales, pues tras un toque
emite un
tono musical puro, es decir, un
sonido con prácticamente sólo una frecuencia. El diapasón de 440 Hz corresponde
con la nota LA en la escala musical que usamos, por eso se usa para afinar
instrumentos.
Cuando producimos una nota musical, no escuchamos sonidos
puros de una sola frecuencia, sino que oímos a la vez sonidos superpuestos de
distintas frecuencias, con uno predominante, llamado tono fundamental. Si las otras frecuencias son armónicos del tono fundamental, el sonido es agradable, si no es
así suena desafinado.
Si
hacemos que un objeto vibre, por ejemplo, transmitiéndole un sonido, la
amplitud será pequeña (y por tanto no se oye). Pero si la frecuencia del sonido
que le transmitimos tiene determinado valor (frecuencia natural del objeto), éste vibrará con tanta amplitud que
el sonido se escuchará muy fuerte. Este fenómeno se llama resonancia.
Así, si un diapasón emite sonido con una
frecuencia de 440 Hz, hará vibrar fuertemente a otro diapasón con la misma
frecuencia natural. Si la frecuencia natural del segundo diapasón es otra,
distinta a 440 Hz, la vibración será tan pequeña que ni la oiremos.
Material
Dos diapasones de 440 Hz.
Procedimiento
Situamos los diapasones a unos 30 cm de distancia. Hacemos
vibrar uno de ellos golpeándolo y lo detenemos rápidamente. Escucharemos al
otro diapasón vibrar sin haberlo tocado.
Modificamos la frecuencia natural del segundo diapasón y
repetimos el procedimiento. No se escuchará nada.
