Acústica

La acústica estudia el sonido: una onda mecánica longitudinal que necesita un medio material para propagarse. En el examen de Ciencias Médico Biológicas del IPN resulta natural la conexión con la audición, pues se pregunta por el rango del oído humano y por las cualidades del sonido con las que percibimos la voz, la música o una alarma.

Qué debes dominar

• Naturaleza del sonido: compresiones y enrarecimientos del medio; no viaja en el vacío.
• Velocidad del sonido: aproximadamente 340 m/s en aire a 20 °C; mayor en líquidos y más aún en sólidos.
• Relación fundamental: v = f · λ.
• Cualidades: tono (frecuencia), intensidad (energía por área, ligada al volumen) y timbre (forma de la onda).
• Rango audible: de 20 Hz a 20 000 Hz; por debajo, infrasonido; por encima, ultrasonido.
• Fenómenos: eco, reverberación, resonancia y efecto Doppler.

Ejemplo: una nota de 440 Hz en aire con v = 340 m/s tiene longitud de onda λ = 340 / 440 ≈ 0.77 m. Si el mismo sonido pasa al agua, la frecuencia permanece igual (la fija la fuente) y cambia la longitud de onda, porque la velocidad es mayor.

Cómo practicarlo

Con reactivos de relación entre cualidades físicas y percibidas (un sonido más agudo tiene mayor frecuencia, uno más fuerte tiene mayor amplitud), cálculos de v = f · λ y situaciones como la ambulancia que se acerca, en la que debes decir si el tono percibido sube o baja. El ultrasonido médico aparece como aplicación.

Errores comunes

• Asociar tono con intensidad.
• Decir que el sonido viaja más rápido en el aire que en un sólido.
• Creer que la frecuencia cambia al cambiar de medio.
• Pensar que el Doppler cambia la velocidad de la onda, y no la frecuencia percibida.