🎼 Ondas Estacionarias
🎯 Objetivo de Aprendizaje
Aplicar los conceptos asociados a las ondas y el sonido, para comprender cómo se produce la música y reconocer la diferencia entre música y ruido.
🌊 ¿Qué son las Ondas Estacionarias?
En una cuerda vibrante, la onda resultante de la superposición de la onda incidente y la reflejada es una onda estacionaria.
📍 Puntos Característicos
⚫ NODOS
Puntos de la cuerda que permanecen en reposo sin vibrar.
Amplitud = 0
⭕ ANTINODOS
Puntos de la cuerda que vibran con la máxima amplitud.
Amplitud = Máxima
💡 La cantidad de nodos y antinodos varía dependiendo de la tensión y la longitud de la cuerda.
🎵 Mientras más grave es el sonido → Menor cantidad de nodos y antinodos
🖼️ Diagrama de Ondas Estacionarias
🎥 Videos Demostrativos
🎼 Los Modos Normales de Vibración
📖 Definición
Se denomina modo de vibración de una cuerda a las diversas formas en que ella puede vibrar, generando ondas estacionarias.
En cada modo de vibración, la cuerda adopta una forma específica y emite un sonido característico dado por la frecuencia con que vibra.
🎵 Frecuencia Fundamental (f₀)
La frecuencia mínima de vibración capaz de generar una onda estacionaria.
Modo fundamental = Primer armónico
🎶 Armónicos
Todos los modos de vibración (incluido el fundamental) son armónicos. Sus frecuencias son múltiplos enteros de la frecuencia fundamental.
1er armónico: f₀
2do armónico: 2f₀
3er armónico: 3f₀
4to armónico: 4f₀
📐 Frecuencia de los Armónicos
La frecuencia de los armónicos se obtiene según la siguiente ecuación:
fn = n × f₀
Donde n = 1, 2, 3, 4, ...
🎼 Los Cuatro Primeros Modos de Vibración
n = 1
Fundamental
(Primer armónico)
n = 2
Segundo armónico
(Primer sobretono)
n = 3
Tercer armónico
(Segundo sobretono)
n = 4
Cuarto armónico
(Tercer sobretono)
📏 Relación entre Longitud de Cuerda y Longitud de Onda
En las ondas estacionarias hay una relación entre la longitud de la cuerda (L) y la longitud de onda (λ):
L = n × λ/2
📌 Recuerda
• Si n = 1 → La cuerda está en su modo fundamental (también llamado primer armónico)
• Si n = 2, 3, 4, ... → La cuerda vibra en armónicos superiores (segundo, tercero, cuarto armónico, etc.)
📚 Actividades - Ondas Estacionarias
Actividad 18
Actividad 19
💥 Onda de Choque
📖 Definición
Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono.
Las ondas de choque se producen cuando un objeto se mueve en un medio a una velocidad superior a la velocidad de las ondas que produce.
🚤 Ejemplos
Barcos
Las ondas generadas nunca se propagan delante del objeto, sino hacia atrás, ya que el objeto se mueve igual o más rápido que ellas.
Estela en forma de "V"
Aviones
Cuando la velocidad es superior a la velocidad del sonido en el aire, se genera una onda de choque.
Estela en forma de cono
💡 Si el aire es húmedo, la onda de choque puede provocar la condensación de gotas de vapor de agua y formar una nube que la hace visible.
🚗 Efecto Doppler
📖 Definición
El efecto Doppler es el que se produce cuando una fuente emisora de ondas se mueve con relación al observador.
↗️ Fuente se ACERCA
λ se ACORTA
(disminuye)
↗️ Frecuencia AUMENTA
Sonido más AGUDO
↘️ Fuente se ALEJA
λ AUMENTA
(se alarga)
↘️ Frecuencia DISMINUYE
Sonido más GRAVE
🎧 Ejemplo Cotidiano
Con las ondas sonoras lo podemos apreciar fácilmente: el sonido de un vehículo que se acerca es más agudo que el que percibimos cuando se aleja.
🎥 Videos Demostrativos del Efecto Doppler
📚 Actividades - Efecto Doppler
Actividad 20
🎻 Resonancia
📖 Definición
La resonancia es un fenómeno que se produce cuando un cuerpo capaz de vibrar es sometido a la acción de una fuerza periódica, cuyo periodo de vibración coincide con el periodo de vibración característico de dicho cuerpo.
📈 Efecto de la Resonancia
En estas circunstancias el cuerpo vibra, aumentando de forma progresiva la amplitud del movimiento tras cada una de las actuaciones sucesivas de la fuerza.
Fuerza periódica + Frecuencia natural
= Amplitud CRECIENTE
🎥 Ejemplos Impresionantes de Resonancia
📚 Actividad - Resonancia
Actividad 21
👂 El Oído
🎯 Objetivo
Comprender las estructuras que conforman el oído humano y cómo funcionan conjuntamente para llevar a cabo el proceso de la audición.
🔬 ¿Cómo Funciona el Oído?
El oído humano es un sistema de análisis de sonidos extraordinariamente complejo, que es capaz de percibir sonidos en una gama muy amplia de intensidades y frecuencias.
El oído consta de tres partes:
1️⃣ Oído Externo
2️⃣ Oído Medio
3️⃣ Oído Interno
👂 1. Oído Externo
🎧 Función Principal
El oído externo capta los sonidos gracias al Pabellón Auricular, que amplifica de manera natural los sonidos que llegan.
🔢 Componentes
1. Pabellón Auricular - Capta y amplifica sonidos
2. Conducto Auditivo - Transmite vibraciones
3. Tímpano - Membrana que vibra
🎵 Efecto Estéreo
El uso de ambos oídos al mismo tiempo produce un efecto "stéreo" y ayuda a:
- Localizar sonidos (detectar dirección)
- Enfocarse en una conversación con ruido de fondo
⚙️ 2. Oído Medio
🔊 Función Principal
El oído medio es un espacio relleno de aire detrás del tímpano. Está conectado a una cadena de tres huesecillos que intensifican la energía de las vibraciones sonoras.
🔢 Componentes
4. Martillo - Primer huesecillo
5. Yunque - Segundo huesecillo
6. Estribo - Tercer huesecillo
7. Trompa de Eustaquio - Iguala presión
✈️ ¿Por qué se "tapan" los oídos?
La Trompa de Eustaquio va del oído medio al fondo de la garganta y sirve para igualar la presión del aire en ambos lados del tímpano.
Cuando experimentas un rápido cambio de presión (avión, montañas), la presión en cada lado del tímpano no es igual → Sensación de "tapón".
Cuando la trompa se abre para igualar la presión → Sientes un "pop" y tu oído vuelve a la normalidad.
🧠 3. Oído Interno
⚡ Función Principal
Las vibraciones sonoras entran a la cóclea (caracol relleno de líquido denso), producen una onda que hace vibrar la membrana basilar.
🔢 Componentes
8. Órgano del Equilibrio - Registra movimiento y posición
9. Cóclea - Convierte vibraciones en señales
10. Nervio Coclear - Transmite al cerebro
🔬 Proceso de Conversión
1. La onda viaja a través de la cóclea
2. Hace vibrar la membrana basilar
3. Miles de células ciliadas registran diferentes frecuencias
4. Producen señales electroquímicas
5. Las señales van al cerebro vía nervio auditivo
6. El cerebro las reconoce como sonidos
⚖️ ¿Sabías que...?
El oído también forma parte de tu sistema de equilibrio. El órgano de equilibrio contiene células especiales que registran el movimiento y la posición de tu cabeza.
📝 Proceso Completo de la Audición
Pabellón capta sonido
Conducto transmite al tímpano
Tímpano vibra
Huesecillos amplifican
Cóclea convierte en señales
Cerebro reconoce sonidos
📚 Actividad Final
Actividad 22 - El Oído
📱 Control de Evaluación
Evalúa tu comprensión con Plickers
📱 Abrir Control Plickers