Page 471 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

452 Capítulo 22 Sonido

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Ejemplo 22.8 Una fuente puntual emite sonido con una potencia media de 40 W. ¿Cuál es la intensidad a
una distancia rt = 3.5 m de la fuente? ¿Cuál será la intensidad a una distancia r2 de 5 m?
Plan: La intensidad es la potencia por unidad de área y el área en tomo a una fuente
puntual es de 4irr2. La intensidad en el primer lugar se determina sustituyendo los valores
conocidos. En el segundo, se halla más fácil, a partir de la ecuación (22.9).

Solución: Puesto que r] = 3.5 m y P = 40 W, la intensidad se halla como sigue
P 40 W
o /, = 0.260 W/m2
477 n - j 4-7t(3.5 m)
Ahora usamos la ecuación (22.9) para determinar la intensidad en = 5 m.
hrí
h ñ = h r\ h =
rl
(0.260 W/m2)(3.5 m)2
h = = 0.127 W/m2
(5 m)2
Observe que esta relación del cuadrado del inverso se aplica a las intensidades y no & los
niveles de intensidad.

Tono y calidad

El efecto de la intensidad en el oído humano se manifiesta en sí mismo como volumen. En
general, las ondas sonoras más intensas son también de mayor volumen, pero el oído no es
igualmente sensible a sonidos de todas las frecuencias. Por tanto, un sonido de alta frecuencia
puede no parecer tan alto como uno de menor frecuencia que tenga la misma intensidad.
La frecuencia de un sonido determina lo que el oído juzga como el tono del sonido. Los
músicos designan el tono por las letras que corresponden a las notas de las teclas del piano.
Por ejemplo, las notas do, re y fa se refieren a tonos específicos, o frecuencias. Un disco de
sirena, como el que se muestra en la figura 22.8, puede utilizarse para demostrar cómo el tono
queda determinado por la frecuencia de un sonido. Una corriente de aire se envía sobre una
hilera de agujeros uniformemente espaciados. Al variar la velocidad de rotación del disco el
tono del sonido resultante se incrementa o decrece.
Dos sonidos del mismo tono se pueden distinguir fácilmente. Suponga que suena la nota
do (256 Hz) sucesivamente en un piano, una flauta, una trompeta y un violín. Aun cuando
cada sonido tiene el mismo tono, hay una marcada diferencia en el timbre (véase la figura
22.9). Se dice qüe esta diferencia resulta de una diferencia en la calidad o timbre del sonido.
En los instrumentos musicales, independientemente de la fuente de vibración, general­
mente se excitan al mismo tiempo diversos modos de oscilación. Por consiguiente, el sonido

Figura 22.8 Demostración de la relación entre tono y frecuencia.