INSTITUTO TECNICO ALEJANDRO GUTIERREZ CALDERON
NIT: 800125192-5 DANE 0154001004724
Aprobado según Resolución No. 2668 de Noviembre 22 del 2011 de la Secretaria de Educación Municipal COD: FGA 2017 CERTITAGC
FORMATO GUIAS Y TALLERES
PERIODO: III GUIA: 1 TALLER: EL SONIDO Y LA LUZ GRADO: NOVENO DOCENTE: CARMEN CECILIA MONTEJO MARTINEZ AREA/ASIGNATURA: FISICA ESTANDAR: Identifico aplicaciones comerciales del transporte de energía y de las interacciones de la materia.
DESEMPEÑO: Explico las aplicaciones de las ondas estacionarias en el desarrollo de instrumentos musicales.
DERECHOS BASICOS:
Comprende que el movimiento de un cuerpo en un marco referencial dado se puede describir con gráficas y predecir por medio de expresiones matemáticas.
PRE SABERES.
¿El sonido como la luz son ondas? ¿Cómo se produce y se transmite el sonido y la luz?
¿Crees que si ocurriera una fuerte explosión en el Sol escucharíamos en la Tierra el sonido producido?
CONTENIDO
EL SONIDO Y LA LUZ
Muchos de los fenómenos que observamos en la naturaleza tienen que ver con las ondas y su transmisión. El sonido y la luz, por ejemplo, son fenómenos relacionados con la propagación de movimientos ondulatorios. Así, el que podamos observar colores o escuchar música se debe a movimientos ondulatorios, cada uno con características particulares.
EL SONIDO
La vibración de las partículas de una región de un medio de propagación ocasiona que las partículas de las regiones vecinas también vibren. Este fenómeno genera la transmisión de energía al propagarse el sonido.
NATURALEZA DEL SONIDO
Cuando en cierta región se produce un sonido, por ejemplo, cuando se activa la sirena de una ambulancia, la transmisión de energía se realiza por medio de vibraciones sucesivas del medio, las ondas generadas reciben el nombre de ondas sonoras. El sonido es una onda mecánica, por lo tanto, requiere de un medio material para transmitirse.
Cada vez que un objeto vibra, produce cambios de presión en el medio en el que se encuentra, pues al paso de las ondas las partículas se aglomeran o se separan entre sí. Las regiones en las cuales las partículas se agrupan o se aglomeran se llaman zonas de compresión, y las regiones en las cuales las partículas se separan entre sí o se dispersan se llaman zonas de expansión.
De acuerdo con esta descripción, podemos decir que las ondas sonoras son longitudinales.
En la figura 1 puedes comparar el comportamiento de las espiras de un resorte en el que se propaga una onda longitudinal con el comportamiento de las partículas de un medio a través del cual se propaga una onda sonora.
El sonido, por lo general, se propaga con mayor rapidez en los sólidos que en los líquidos y, a su vez, es mayor en los líquidos que en los gases. Cuando se tienen dos sólidos a través de los cuales se propaga el sonido, la rapidez de propagación del sonido es mayor en el que tiene menor densidad (fig. 2). Por ejemplo, la densidad del aluminio es menor que la densidad del acero, por tanto, el sonido se propaga con mayor rapidez en el aluminio; de la misma manera, el sonido se propaga con mayor rapidez en la glicerina que en el agua, puesto que la densidad de la glicerina es menor que la del agua.
En los gases, la rapidez del sonido depende de la temperatura, de tal manera que, a mayor temperatura la rapidez del sonido es mayor, por ejemplo, en el aire a O ° C, la rapidez del sonido es 331 m/s mientras que en el aire a 15 ° C, la rapidez de propagación del sonido es 340 m/s.
FIG. 2 Rapidez de la propagación del sonido.
MEDIO RAPIDEZ DE PROPAGACION
Aire a 0°C 331
Aire a 15°C 340
Hidrógeno 1.270
Agua 1.450
Glicerina 1.980
Cobre 3.700
Acero 5.000
Aluminio 5.150
ACTIVIDAD:
Estimado estudiante lea el contenido y resuelva las siguientes preguntas:
1. ¿Con que fenómenos de la naturaleza son relacionados el sonido y la luz?
2. ¿Qué es el sonido?
3. ¿Qué se genera al propagarse el sonido?
4. ¿Qué sucede cuando en cierta región se produce un sonido, como el de la sirena de una ambulancia?
5. ¿Qué nombre reciben las ondas generadas por la sirena de una ambulancia?
6. ¿Qué tipo de onda es el sonido y de qué requiere?
7. ¿Cómo se propaga por lo general el sonido?
8. ¿Qué se produce cada vez que un objeto vibra en el que se encuentra?
9. ¿Cómo se llaman las regiones en las cuales las partículas se agrupan o se aglomeran entre sí?
10. ¿Cómo se llaman las regiones en las cuales las partículas se separan o se dispersan entre sí?
11. Observa la fig. 1 y explique el comportamiento espiral del resorte.
12. Entre los sólidos y los líquidos ¿dónde se propaga con mayor rapidez los sonidos?
13. Entre los líquidos y gases ¿dónde se propaga con mayor rapidez los sonidos?
14. ¿Cómo es la rapidez de propagación del sonido en dos sólidos diferentes?
15. Entre el aluminio y el acero ¿dónde se propaga con mayor rapidez el sonido? Explique tu respuesta.
16. Entre el agua y la glicerina ¿dónde se propaga con mayor rapidez el sonido? Explique tu respuesta.
17. ¿De qué depende la rapidez de propagación del sonido en los gases?
18. ¿Dónde se propaga más rápidamente el sonido entre el aire a 0°C y el aire a 15°C? ¿Por qué?
19. Solucione la sopa de letras
EVALUACION
Leer y desarrollar la guía.
BIBLIOGRAFIA:
Investiguemos voluntad - Ciencias naturales Santillana 9°
INSTITUTO TECNICO ALEJANDRO GUTIERREZ CALDERON
NIT: 800125192-5 DANE 0154001004724
Aprobado según Resolución No. 2668 de Noviembre 22 del 2011 de la Secretaria de Educación Municipal COD: FGA 2017 CERTITAGC
FORMATO GUIAS Y TALLERES
PERIODO: III GUIA: 2 TALLER: CARACTERÍSTICAS DEL SONIDO GRADO: NOVENO DOCENTE: CARMEN CECILIA MONTEJO MARTINEZ AREA/ASIGNATURA: FISICA ESTANDAR: Identifico aplicaciones comerciales del transporte de energía y de las interacciones de la materia.
DESEMPEÑO: Explico las aplicaciones de las ondas estacionarias en el desarrollo de instrumentos musicales.
DERECHOS BASICOS:
Comprende que el movimiento de un cuerpo en un marco referencial dado se puede describir con gráficas y predecir por medio de expresiones matemáticas.
PRE SABERES.
Sonido es una onda mecánica longitudinal que se propaga a través de un medio elástico.
¿Qué diferencia hay entre el sonido de una explosión, el ruido del tráfico, el sonido de un diapasón, el sonido de una cuerda de guitarra o el de una sinfonía...?
CONTENIDO
CARACTERÍSTICAS DEL SONIDO
El oído humano diferencia tres características del sonido llamadas tono, intensidad y timbre.
TONO DEL SONIDO
El tono del sonido, también llamado altura, es la característica a la cual nos referimos cuando decimos que un sonido es alto o es bajo. A los sonidos altos se les llama también sonidos agudos y a los bajos se les llama sonidos graves.
El tono se relaciona con la frecuencia del sonido. A un sonido más alto que otro le corresponde mayor frecuencia. Algunos instrumentos nos permiten observar el comportamiento de las ondas y otros, la frecuencia con la cual se producen. Por ejemplo, el osciloscopio nos permite observar el comportamiento de las ondas. Así, cuando conectamos un micrófono a un osciloscopio, el micrófono envía las ondas sonoras y en la pantalla del osciloscopio se muestra una representación de las ondas recibidas. El diapasón es un instrumento metálico en forma de U que, cuando se golpea una de sus ramas, siempre produce un sonido a la misma
frecuencia. En la figura 3, puedes apreciar las ondas representadas en un osciloscopio, producidas por diapasones con frecuencias diferentes.
INTENSIDAD DEL SONIDO
Cuando decimos que el volumen del radio no se alcanza a escuchar porque es muy débil, nos referimos a la característica del sonido llamada intensidad. La intensidad del sonido está relacionada con la energía transmitida por las ondas sonoras.
De acuerdo con la intensidad, los sonidos se clasifican en sonidos fuertes y sonidos débiles. La intensidad del sonido depende de la amplitud de la onda de tal manera que si percibimos dos sonidos, uno más fuerte que el otro, al sonido más fuerte le corresponde mayor amplitud que al sonido más débil
Las ondas del sonido más fuerte transportan mayor energía
En la fig. 5, observas la representación en la pantalla de un
osciloscopio cuando se producen con el mismo diapasón dos sonidos de diferente intensidad. Puesto que
se trata del mismo diapasón las alturas son iguales pero las amplitudes son diferentes.
Una medida que nos permite comparar si un sonido es más fuerte que otro es nivel de intensidad. Su unidad de medidas es el decibel (Db). En nivel que puede percibir una persona varía entre el valor mínimo (0DB) llamado umbral e audición y el valor máximo 120 Db constituye el umbral del dolor.
En la tabla de la Fig. 6 puedes apreciar el nivel de intensidad de algunos sonidos y la sensación que estos producen.
La intensidad con la cual percibimos un sonido depende de la distancia a la cual nos encontramos de la fuente que lo produce. Al alejarnos de una fuente sonora percibimos que la intensidad disminuye. Fig. 7
ACTIVIDAD:
Estimado estudiante lea el contenido y resuelva las siguientes preguntas:
1. ¿Qué características del sonido diferencia el oído humano?
2. ¿Cómo se le llama al tono del sonido?
3. ¿Qué es el tono del sonido?
4. ¿Cómo se le llama a los sonidos altos y a los sonidos bajos?
5. ¿Con qué se relaciona el tono y qué le corresponde a un sonido más alto que otro?
6. ¿Cuándo nos referimos a la intensidad del sonido y con qué está relacionada?
7. ¿Cómo se llama el aparato que permite observar el comportamiento de las ondas?
8. ¿Qué es el diapasón?
9. ¿Qué es la intensidad del sonido?
10. ¿Cómo se clasifican los sonidos según su intensidad?
11. ¿De qué depende la intensidad del sonido?
12. ¿Cuál es la medida que nos permite comparar si un sonido es más fuerte que otro?
13. ¿Cuál es la unidad de medidas del nivel de intensidad?
14. ¿Cómo se llama nivel mínimo que puede percibir una persona?
15. ¿Cómo se llama nivel máximo que puede percibir una persona?
16. Complete el cuadro del nivel de intensidad de algunos sonidos.
EVALUACION
Leer y desarrollar la guía.
BIBLIOGRAFIA:
Investiguemos voluntad 9°- Ciencias naturales Santillana 9°
INSTITUTO TECNICO ALEJANDRO GUTIERREZ CALDERON
NIT: 800125192-5 DANE 0154001004724
Aprobado según Resolución No. 2668 de Noviembre 22 del 2011 de la Secretaria de Educación Municipal COD: FGA 2017 CERTITAGC
FORMATO GUIAS Y TALLERES
PERIODO: III GUIA: 3 TALLER: TIMBRE Y REFLEXIÓN DEL SONIDO GRADO: NOVENO DOCENTE: CARMEN CECILIA MONTEJO MARTINEZ AREA/ASIGNATURA: FISICA ESTANDAR: Identifico aplicaciones comerciales del transporte de energía y de las interacciones de la materia.
DESEMPEÑO: Explico las aplicaciones de las ondas estacionarias en el desarrollo de instrumentos musicales.
DERECHOS BASICOS:
Comprende que el movimiento de un cuerpo en un marco referencial dado se puede describir con gráficas y predecir por medio de expresiones matemáticas.
PRE SABERES.
¿A qué distancia mínima de una pared te debes ubicar para percibir el eco de tu voz?
¿Cómo se representa el timbre en la música? ¿Cómo se produce el eco?
CONTENIDO
TIMBRE DEL SONIDO
Si un violín y una flauta emiten la misma nota musical con la misma altura y con la misma intensidad, podemos diferenciar cuando suena el violín y cuando suena la flauta. La característica que permite hacer esta distinción se llama timbre del sonido. Esto se debe a que aunque el tono de los sonidos es el mismo y su intensidad es igual, les corresponde una forma de onda la cual depende de las características físicas de la fuente que emite el sonido.
El sonido producido por un instrumento musical depende del proceso de construcción, del material utilizado, del tamaño, de la forma y del diseño. Puedes observar las formas de las ondas producidas por diferentes instrumentos musicales.
Debido a que nuestro oído diferencia distintos timbres del sonido, podemos diferenciar la voz de una persona. En el interior de la laringe se encuentran dos bandas de ligamentos tensos
llamados cuerdas vocales (fig.9) que controlan el flujo de aire que entra y sale. En el momento en el cual se produce la espiración del aire, las cuerdas vocales cierran la laringe causando diferencias de presión a ambos lados. Al pasar el aire, separa las cuerdas, las cuales se vuelven a cerrar cuando el aire ha pasado. La repetición de esta acción genera una serie de vibraciones que dan lugar al sonido de la voz humana.
La frecuencia de vibración depende de la tensión a la cual se someten las cuerdas y de la masa de las mismas. Por lo general, la voz de las mujeres es más aguda que la voz de los hombres, sin embargo, las personas pueden simular otro timbre de voz cuando tensionan sus cuerdas vocales.
En el timbre de la voz, además de las cuerdas vocales, intervienen la faringe y las cavidades oral y nasal. El tamaño y la forma de la cavidad oral están determinados por la posición de la lengua, los labios y el velo del paladar.
LA REFLEXIÓN DEL SONIDO
Es probable que alguna vez hayas estado en un sitio en el que se produce eco. El eco es el resultado de la reflexión del sonido en alguna superficie. El oído humano puede percibir el eco cuando el sonido inicial y el eco llegan a él con una diferencia de tiempo mayor que una décima de segundo. La reflexión del sonido es bastante común en nuestro diario vivir. Cuando se producen múltiples reflexiones del sonido se pierde claridad en la audición y los sonidos no se pueden distinguir por separado, caso en el cual se produce el fenómeno conocido como reverberación. En algunas iglesias, edificios antiguos y cuevas se percibe este fenómeno.
ACTIVIDAD:
Estimado estudiante lea el contenido de la guía y resuelva las siguientes preguntas:
1. ¿Cuál es la característica que permite hacer la distinción cuando suena el violín y cuando suena la flauta Si emiten la misma nota musical con la misma altura y con la misma intensidad?
2. ¿A qué se debe que podamos diferenciar sonidos según su timbre?
3. ¿De qué depende el sonido producido por un instrumento musical?
4. ¿Qué órgano permite que podamos diferenciar la voz de una persona?
5. Explique el proceso de ¿cómo se produce el sonido de la voz humana?
6. ¿Qué órganos intervienen en el timbre de la voz?
7. ¿Qué es el eco?
8. ¿Cuándo el oído humano puede percibir el eco?
9. ¿Cuándo se pierde claridad en la audición?
10. ¿Qué es el fenómeno de reverberación y en dónde se produce?
11. Resuelva el siguiente crucigrama
HORIZONTAL
2. Bandas que se encuentran en el interior de la laringe
4. Repetición de una serie de vibraciones que dan lugar a un sonido 8. Característica que permite identificar el sonido de una flauta o violín 9. Resultado de la reflexión del sonido en alguna superficie
10. Las cuerdas vocales están abiertas
VERTICAL
1. La cuerdas vocales casi cerradas
3. Es producido por un instrumento musical y depende del proceso de construcción 5. Instrumento que emite la misma nota musical con la misma altura
6. Cuando se producen múltiples reflexiones y no se distingue por separado los sonidos 7. diferencia distintos timbres de sonidos
EVALUACION
Leer y desarrollar la guía.
BIBLIOGRAFIA:
Investiguemos voluntad - Ciencias naturales Santillana 9°
INSTITUTO TECNICO ALEJANDRO GUTIERREZ CALDERON
NIT: 800125192-5 DANE 0154001004724
Aprobado según Resolución No. 2668 de Noviembre 22 del 2011 de la Secretaria de Educación Municipal COD: FGA 2017 CERTITAGC
FORMATO GUIAS Y TALLERES
PERIODO: III GUIA: 4 TALLER: TIMBRE Y REFLEXIÓN DEL SONIDO GRADO: NOVENO DOCENTE: CARMEN CECILIA MONTEJO MARTINEZ AREA/ASIGNATURA: FISICA ESTANDAR: Identifico aplicaciones comerciales del transporte de energía y de las interacciones de la materia.
DESEMPEÑO: Explico las aplicaciones de las ondas estacionarias en el desarrollo de instrumentos musicales.
DERECHOS BASICOS:
Comprende que el movimiento de un cuerpo en un marco referencial dado se puede describir con gráficas y predecir por medio de expresiones matemáticas.
PRE SABERES.
Mediante el sistema auditivo, los humanos somos capaces de detectar sonidos tales como la música, la voz o el ruido. Por lo tanto, es muy interesante conocer este sistema, tanto física como fisiológicamente.
¿Cómo se produce el mecanismo de la audición en el oído humano?
CONTENIDO
EL SONIDO Y EL OÍDO HUMANO
Cuando un sonido llega al oído se producen cambios de presión sobre el tímpano. La frecuencia de estos cambios es igual a la frecuencia del sonido percibido. Las frecuencias audibles por el oído humano varían desde 20 Hz hasta 20.000 Hz. Los sonidos cuyas frecuencias son menores de 20 Hz, como las ondas sísmicas, se conocen como infrasonido y los sonidos con frecuencias mayores de los 20.000 Hz, como los sonidos emitidos por los murciélagos para su orientación, se conocen como ultrasonido. El oído humano se divide en tres regiones:
oído externo, oído medio y oído interno (fig. II). El oído externo capta los sonidos y los conduce por un conducto hasta el tímpano, membrana que funciona como la de un tambor, vibra con la recepción del sonido. Las vibraciones del tímpano se transmiten a una cámara llena de aire situada en el oído medio.
El oído medio está provisto de tres huesecillos, unidos entre sí:
el martillo, el yunque y el estribo, que transmiten el sonido desde el tímpano hasta el oído interno. Las vibraciones de los huesecillos llegan al oído interno. En esta parte pasan a un tubo en forma de espiral llamado caracol, provisto de células sensibles a las vibraciones y de nervios que transforman las vibraciones en señales eléctricas, las cuales son llevadas al cerebro, donde se identifican los sonidos.
En la figura 12 observas una representación gráfica de la audibilidad del oído humano. Puedes observar que el oído es más sensible a las frecuencias cuyos valores se encuentran entre 2.000 y 3.000 Hz. La sensibilidad del oído disminuye para frecuencias ubicadas fuera de este rango. También se observa en la gráfica que el oído humano percibe sonidos cuyo nivel de
.intensidad se encuentra entre O dB y 120 dB, pues sonidos con nivel de intensidad mayor a 120 dB superan lo que hemos llamado umbral de dolor.
Cuerdas y tubos sonoros
En las cuerdas y en los tubos sonoros se producen ondas que se propagan a lo largo de ellos y se reflejan en sus extremos formando lo que se conoce como ondas estacionarias.
Sonido producido por cuerdas
En la figura 13 puedes observar las ondas estacionarias producidas en una cuerda con extremos fijos.
Observa que la longitud de la cuerda es igual a la mitad de la longitud de onda de las ondas producidas. Estas se propagan a lo largo de una cuerda con una rapidez que depende exclusivamente de la cuerda, por lo tanto, la rapidez de propagación depende del grosor de la cuerda y de la tensión a la cual está sometida.
Cuando la longitud de onda disminuye (fig. 14), la frecuencia aumenta es decir, que una cuerda, produce sonidos más agudos cuanto menor es la longitud del segmento de cuerda que vibra.
Considera ahora dos cuerdas del mismo material cuyas longitudes son iguales pero una de ellas es gruesa que la otra (fig. 15). Se observa que la frecuencia es menor en la cuerda en la cual las ondas se propagan con menor rapidez; es decir, las cuerdas más gruesas producen sonidos más graves.
Sonido producido por tubos sonoros
En todos los instrumentos de viento, el sonido se produce por la vibración de las partículas de la columna de aire encerrada en el tubo. Para hacer sonar una flauta tenemos que soplar en su interior y el sonido emitido varía si tapamos unos u otros orificios.
En otros instrumentos la vibración es producida por una lengüeta, como en el clarinete, o por los labios del intérprete como en la trompeta. En estos
instrumentos, las distintas frecuencias de vibración se obtienen al variar la longitud de la columna de aire en el interior del tubo. Cuando aumentamos la longitud de la columna de aire contenida en un tubo se producen sonidos más graves. Es decir, que en los tubos sonoros, a mayor longitud del tubo, menor es la frecuencia del sonido producido.
Debido a la diferencia de la longitud de los tubos (fig. 16) de los cuales están provistos algunos instrumentos musicales, por ejemplo, la marimba, es posible producir sonidos de diferente frecuencia, y por lo tanto, diferentes notas musicales.
ACTIVIDAD:
Estimado estudiante lea el contenido de la guía y resuelva las siguientes preguntas:
1. ¿Qué se producen cuando un sonido llega al oído?
2. ¿Entre qué valores varían las frecuencias audibles por el oído?
3. ¿A qué se le conoce como infrasonidos?
4. ¿A qué se le conoce como ultrasonidos?
5. ¿Cuáles son las partes en que se divide el oído humano?
6. Explique el proceso de la adición humana.
7. Observa la Fig. 12 y Explique la representación gráfica de la audibilidad humana 8. ¿Qué son las ondas estacionarias?
9. Observa la Fig. 13 y Explique la propagación de las ondas estacionarias producidas en una cuerda con extremos fijos.
10. ¿De qué depende la rapidez de propagación de una cuerda?
11. ¿Explique cuando una cuerda produce sonidos agudos?
12. Observa la Fig. 15 y Explique la frecuencia de sonidos de dos cuerdas del mismo material cuyas longitudes son iguales pero una de ellas es gruesa que la otra.
13. ¿Cómo se produce el sonido en los instrumentos de viento?
EVALUACION
Leer y desarrollar la guía.
BIBLIOGRAFIA:
Investiguemos voluntad - Ciencias naturales Santillana 9°
