Test de sonido: física explicada y práctica

Guía de física del sonido

El sonido es una onda mecánica longitudinal: necesita un medio material (aire, agua, sólido) para propagarse, a diferencia de la luz, que viaja por el vacío. Se produce cuando una fuente vibra y comprime y expande las partículas del medio a su alrededor. Por eso en el espacio no hay sonido: sin moléculas que vibren, no hay propagación. Esta es una de las confusiones más frecuentes entre alumnos, reforzada por películas de ciencia ficción que muestran explosiones sonoras en el vacío.

La velocidad de propagación depende del medio, no de la fuente. En el aire a unos 20 °C es de aproximadamente 343 m/s, en el agua unos 1500 m/s y en el acero puede superar los 5000 m/s. Un error común es creer que los sonidos graves viajan más despacio que los agudos: en un mismo medio, todos los sonidos se propagan a la misma velocidad. Lo que cambia con la frecuencia es el tono, y con la amplitud, la intensidad. Otra idea errónea es confundir intensidad (relacionada con la energía, medida en decibelios) con frecuencia (percibida como tono, medida en hercios).

El oído humano percibe frecuencias entre unos 20 Hz y 20.000 Hz, aunque el rango superior se reduce con la edad. Por debajo están los infrasonidos y por encima los ultrasonidos, usados en ecografías y sonar. Conceptos clave para el examen: la relación v = λ · f entre velocidad, longitud de onda y frecuencia; el fenómeno del eco, que exige que el obstáculo esté lo bastante lejos para que el oído distinga el sonido reflejado del original; y el efecto Doppler, el cambio aparente de frecuencia cuando fuente y observador se acercan o alejan. Ten en cuenta que las preguntas generadas automáticamente conviene revisarlas contra el material original antes de usarlas en evaluación.