Mgmdenia's Blog

Blog de Mercedes González Mas

Radar

Los radares de la policía se utilizan para detectar la velocidad de los vehículos mientras éstos se encuentran en movimiento.
Estos radares funcionan enviando una señal de radio, que tras chocar en el vehículo, vuelven a recibir.

Pero, ¿cómo se calcula la velocidad a partir de esta señal de radio que rebota?
El cálculo se realiza a partir del fenómeno conocido como efecto doppler. Este fenómeno es el que hace que cuando una ambulancia pasa con la sirena sonando, el sonido de la sirena se oiga más agudo cuando se acerca a nosotros y más grave cuando se aleja.
A las ondas de radio les ocurre algo parecido. Las ondas de radio, al chocar con el coche en movimiento, cambian su frecuencia, y este cambio depende de lo rápido que va el vehículo en movimiento.
A partir de la nueva frecuencia de la onda, el aparato calcula la velocidad del vehículo.

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29 noviembre 2011 Posted by | ....BII-Vibració i ones, 2n Batxillerat-Física | , | Deja un comentario

Armónicos

Los armónicos son  los componentes de un sonido que se definen como las frecuencias secundarias que acompañan a una frecuencia fundamental.

La cantidad de armónicos de un sonido determina, entre otras cosas, lo que se conoce en música como timbre, que no es otra cosa que la característica del sonido que nos permite diferenciar unos instrumentos musicales de otros. Los armónicos también son los que permiten reconocer el timbre de voz de una persona.

Cuando se ejecuta una nota en un instrumento musical se genera una onda de presión de aire. Esta onda sonora está acompañada por una serie de armónicos, todos prácticamente inaudibles, pero que le dan al instrumento su timbre particular. Cada armónico de esta serie tiene una amplitud diferente. Por ejemplo en el clarinete son más fuertes los armónicos impares (el 3º, el 5º, el 7º, etc.).

Estos son los armónicos que acompañan a una frecuencia fundamental:

Las frecuencias de los armónicos, van aumentando según la serie de los números enteros positivos. El segundo armónico tendrá frecuencia doble que el primero, el tercero triple que el primero… Y así sucesivamente.

La amplitud de los armónicos más altos es mucho menor que la amplitud de la onda fundamental y tiende a cero; por este motivo los armónicos por encima del quinto o sexto generalmente son inaudibles.

Cuando escuchamos un sonido musical, lo que escuchamos es un montón de sonidos superpuestos. El que escuchamos con más intensidad es armónico número uno o sonido fundamental.

Los armónicos más altos son inaudibles, y lo que da diferentes timbres a diferentes instrumentos es la amplitud y la ubicación de los primeros armónicos y los parciales. Y las diferentes trayectorias de las ondas sonoras de dos instrumentos tocando al unísono es lo que permite al oyente percibirlos como dos instrumentos separados.

Los armónicos cuyas frecuencias no son múltiplos enteros se denominan “parciales”.

Serie armónica.

Sucesión de los sonidos cuyas frecuencias son múltiplos enteros positivos de la de una nota base, llamada fundamental.

A partir de la serie armónica de un sonido se puede obtener una escala musical con interesantes implicaciones para la afinación de un conjunto de instrumentos o voces.

Esta es la serie de los primeros armónicos (que justamente son los principales):
Nº de Armónico Frecuencia Nota Intervalo
1º armónico 66 Hz do1 tono fundamental (el primer do a la izquierda del piano)
2º armónico 132 Hz do2 octava
3º armónico 198 Hz sol2 quinta
4º armónico 264Hz do3 octava
5º armónico 330 Hz mi3 tercera mayor
6º armónico 396 Hz sol3 quinta, una octava sobre el 3º
7º armónico 462 Hz sib3 séptima menor (muy desafinada)
8º armónico 528 Hz do4 octava
9º armónico 594 Hz re4 segunda mayor, una quinta sobre el 6º
10º armónico 660 Hz mi4 tercera mayor, octava del 5º
11º armónico 726 Hz fa#4 cuarta aumentada
12º armónico 792 Hz sol4 quinta justa, una octava sobre el 6º
13º armónico 858 Hz la4 sexta mayor (muy desafinada)
14º armónico 924 Hz sib4 séptima menor (muy desafinada, igual que el 7º)
15º armónico 990 Hz si4 séptima mayor, una quinta sobre el 10º
16º armónico 1056 Hz do5 octava

¿Por qué es interesante encontrar una buena afinación armónica?

En un conjunto de instrumentos o voces, cada sonido por separado está emitiendo un sonido fundamental más toda su serie de armónicos. Es decir, se están superponiendo los armónicos de unos instrumentos con los de otros. Si buscamos que las relaciones entre esas fundamentales sean las que nos da la serie armónica, existirá más coincidencia entre los armónicos de los distintos instrumentos y el sonido conjunto tenderá a reforzarse, creando una sensación de resonancia especial. Por el contrario, si cada individuo por separado emplea la afinación temperada, las pequeñas diferencias entre los armónicos de los distintos instrumentos producirán interferencias “molestas” (batidos) que no reforzarán el sonido conjunto. Es más, si cada instrumento por separado está exactamente afinado según el estándar temperado, la sensación del conjunto será más bien de una afinación muy imprecisa e inexacta.

27 noviembre 2011 Posted by | ....BII-Vibració i ones, 2n Batxillerat-Física | , , | Deja un comentario

Prueba bloque II – Vibración y ondas

Después de hacer los 6 ejercicios de auto-evaluación de la pag 55 del libro. Os propongo los siguientes ejercicios.

Problemas

A. La ecuación de una onda viene dada por la expresión y(x,t)=0,02·sen(96t −8x) ,

expresada en metros y segundos.

Determina:

a) El periodo, la longitud de onda y la velocidad de propagación

b) Halla la velocidad del punto situado en x = 0,5 m para t = 2 s

c) La diferencia de fase entre dos puntos situados a 1 m de distancia

B.- Por una cuerda se propaga una onda con ecuación y(x,t)=5 sen (-9t + x), donde x viene en metros y t en segundos. Calcula:

a) El periodo, la longitud de onda y la velocidad de propagación de la onda.

b) La velocidad transversal de un punto de la cuerda situado a 2m del origen.

c) La diferencia de fase entre dos puntos de la cuerda que están separados 1m.

Cuestiones

1.- Un oscilador armónico se encuentra en un instante determinado en una posición que es igual a un tercio de su amplitud A. Determina para dicho instante la relación existente entre la energía cinética y la energía potencial (Ec/Ep).

2.- Un surfista observa que las olas del mar tienen 3m de altura y rompen cada 10s en la costa. Sabiendo que la velocidad de las olas es de 35km/h, determina la ecuación de onda de las olas.

3.- Una partícula de 10 kg de masa está sujeta a un muelle de constante elástica de 10 N/m. En el instante inicial se desplaza 0,5 m de la posición de equilibrio y se suelta con velocidad nula. Representa la elongación y la velocidad frente al tiempo.

4. Una masa de 100 g está unida a un resorte de constante elástica k = 150 N/m y situado sobre el eje X. Se separa de su posición de equilibrio 40 cm y se deja en libertad para que oscile libremente. Calcula el periodo de oscilación y la energía mecánica con que inicia el movimiento.

Espero vuestros resultados y preguntas en los comentarios

30 mayo 2011 Posted by | ....BII-Vibració i ones, 2n Batxillerat-Física | , , | 15 comentarios

Imagen de una onda

Una onda es una perturbación que se propaga desde el punto en que se produjo, llamado foco, hacia el medio que rodea ese punto.

La perturbación afecta a una primera partícula del medio donde se inicia la onda y luego se propaga por un medio elástico en todas las direcciones. (Si es una onda mecánica)

Todas las partículas del medio son alcanzadas con un cierto retraso respecto a la primera y se ponen a vibrar: recuerda la ola de los espectadores en un estadio de fútbol.

En la siguiente imagen enviada por la alumna Mariela Atanasova de 2n Bat podéis observar una onda propagándose por la superficie del agua.


22 noviembre 2010 Posted by | ....BII-Vibració i ones, 2n Batxillerat-Física | , | Deja un comentario