Energía sonora o acústica
La energía acústica (o sonora) es la que transmiten las ondas sonoras, procediendo de la vibracional y propagándose a las partículas del medio que atraviesan en forma de energía cinética y de energía potencial.
Cumple con todas las leyes de la energía generalizadas, en particular con la de conservación por la cual si no hay otro tipo de transformación, la energía incidente será igual a la suma de energías trasmitida, disipada y reflejada.
La unidad de medida que se utiliza para expresar la energía sonora o acústica es el julio (J): la densidad de la energía acústica se mide en julio por metro cúbico (J/m3).
Propagación
La mejor forma de pensar en el funcionamiento de la energía sonora es pensando en un tubo muy largo lleno de aire, que está formado por una cantidad muy grande de pequeñas partículas o moléculas. El aire dentro del tubo comienza en estado de reposo, en un equilibrio dinámico ya que las moléculas se mueven en todas las direcciones debido a la agitación térmica.
Si se genera una onda de movimiento hacia el interior del tubo, las moléculas más próximas al movimiento serán empujadas, pero estas llevaran a que la perturbación original se propague a lo largo del tubo. La propagación de la energía sonora también funciona da esta forma, con características lineales de ondas propagándose por el mismo espacio al mismo tiempo sin afectarse.
Propiedades
Las ondas muchas veces son difíciles de significar por su carácter de inobservables, pero se propagan a través de los materiales (tanto en estado sólido, líquido o gaseoso) con una velocidad que depende de las propiedades elásticas e inerciales del medio.
Las ondas en general se dividen entre las transversales y las longitudinales, grupo al cual pertenecen las ondas sonoras: esto es fácil de notar en el caso de los instrumentos musicales de cuerda. La representación gráfica de las ondas sonoras se realiza a través de un oscilograma que muestra el valor de la presión sonora en cada instante del tiempo.
Aplicaciones
El ser humano utiliza este tipo de energía en diferentes aplicaciones, las más notorias son los aparatos eléctricos que sirven para optimizar la comunicación entre las personas.
La medicina también ha aprovechado mucho este tipo de energía utilizando ondas de ultrasonido para crear imágenes del cuerpo humano, logrando una imitación de los órganos que más absorben estas ondas: el ultrasonido de tiroides, por ejemplo, emplea ondas sonoras de alta frecuencia que generan una imagen de la glándula tiroides. La razón de este uso radica en que los objetos de distinta dureza del cuerpo absorben de distinta forma la energía sonora.
Ejemplos de energía acústica o sonora
- Las vibraciones que se generan en el interior de un televisor de caja.
- Los micrófonos, que trasforman energía acústica en energía eléctrica.
- Los altavoces, que transforman energía eléctrica en energía acústica.
- Las vibraciones que emite un teléfono (no la vibración de un teléfono celular).
- La energía emitida por las vibraciones mecánicas.
La energía sonora o acústica es un tipo de energía que transmiten las ondas sonoras. En esencia la forma en que se produce y se propaga dicha energía se basa en un foco sonoro que genera energía vibracional. Las partículas del medio que rodean a dicho foco sonoro transmiten esa energía mediante su movimiento en forma de energía cinética y mediante cambios de presión en forma de energía potencial.
Cada molécula que compone el medio que rodea al foco sonoro transmite su movimiento a la molécula más cercana, produciéndose un movimiento en cadena. El movimiento coordinado de millones de moléculas genera lo que se conoce como onda sonora.
Las ondas sonoras precisan de un medio para propagarse ya sea aire, agua o un cuerpo sólido. Este medio debe tener la propiedad de ser elástico, dado que el avance de las ondas sonoras a través de él se produce debido a movimientos de compresión y expansión. Si dicho medio fuese rígido estos movimientos no se producirían, por lo que las ondas sonoras no se moverían y la energía no se propagaría por dicho medio.
Para que este tipo de energía se propague es necesario que exista un medio elástico. En el vacío no se propaga el sonido, debido a la inexistencia de la posibilidad de transmitir las ondas sonoras encargadas de dicha función.
Propagación de la energía sonora
En la propagación de la onda sonora tiene lugar un inevitable movimiento de rozamiento de las partículas que generan dicha onda con el medio por el cual se propaga. Como consecuencia de dicho rozamiento, parte de la energía sonora emitida se disipa en forma de calor o energía térmica. Es decir, no toda la energía generada en el foco sonoro se desplaza en forma de sonido, una parte se pierde en forma de calor.
La unidad de medida que se emplea para expresar la energía sonora o acústica es el julio (J). Existen una serie de conceptos relacionados con dicha energía como son la intensidad acústica o la densidad de energía acústica.
La intensidad acústica permite calcular la energía acústica simplemente teniendo en cuenta la medida de la superficie que atraviesa el sonido, la intensidad de dicho sonido o intensidad acústica y el tiempo durante el cual se va a producir dicho sonido.
La densidad de energía acústica o energía acústica por unidad de volumen representa la cantidad de dicha energía que se encuentra en una unidad de volumen determinado. Se calcula simplemente dividiendo la intensidad sonora entre la velocidad del sonido. Su unidad de medida es el julio por metro cúbico (J/m3).
La transformación de esta energía acústica es la responsable de poder emplear gran cantidad de dispositivos. Por ejemplo, los micrófonos o los altavoces son la mejor representación de cómo podemos hacer uso de este tipo de energía.
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