| Les ones i el
so 1: Realització d'experiències de
captura i enregistrament de sons generats per objectes vibrants amb micròfons.
Caracterització de les magnituds associades: període, freqüència,
fase, amplitud, característiques sinoidals. Estudi experimental
de la posició, velocitat, acceleració d'un moviment harmònic
simple (MHS). Interpretació de les transformacions energètiques
en un MHS. |
| 1. S'ha enregistrat la posició d'un objecte de 200 g unit a una molla horitzontal. L'objecte, inicialment en repòs es va empènyer cap a l'esquerra i posteriorment es va deixar anar iniciant, aproximadament, un moviment harmònic simple. a) Determina l'amplitud inicial del moviment i el seu període. b) Calcula l'energia mecànica en els moments inicials (quan encara no havia disminuït l'amplitud). c) Calcula la força amb queè
es va empènyer l'objecte inicialment. |
|
| Fig. 1 |
| Les ones i el
so 2: Caracterització de les ones sonores:
model basat en la vibració d'un objecte i la transmissió
de la pertorbació per l'aire fins a arribar a les nostres oïdes.
Reconeixement de la transferència d'energia sense transferència
de matèria com a característica general de les ones. Utilització
de models mecànics i simulacions per ajudar a la comprensió
del model. Realització de càlculs sobre la velocitat de
propagació d'una ona. |
| 2.
Es mostren dos fotogrames separats per 0,064
s de la filmació d'una cubeta d'aigua en la què un
vibrador (situat a l'esquerra) produïa unes ones. La filmació
s'ha fet a 250
fotogrames per segon i s'hi ha superposat un objecte de 5
cm per tenir la indicació de l'escala. Considera que entre
les dues imatges ha transcorregut menys d'un període. b) Quina diferència de fase
hi ha entre les dues imatges? |
|
| Fig. 2: origen de la imatge: Department of Physics. Doane College. Crete, NE (USA) |
| 3. Les imatges mostren dues captures de la simulació d'una ona en un medi unidimensional representat per un seguit de boletes unides entre si. La pertorbació es propagava cap a la dreta. La segona imatge es posterior és 200 ms a la primera i les línies verticals estan separades 10 cm entre si. b) Indica on serà la partícula assenyalada amb una fletxa en la segona imatge quan hagi passat un període. c) Indica justificadament la naturalesa
de l'ona aquí simulada: (mecànica / electromagnètica,
longitudinal / transversal). |
|
| Fig. 3: |
| Les ones i el
so 3: Identificació de diferents tipus d'ones:
mecàniques (en diferents medis) i electromagnètiques. Diferenciació
d'ones longitudinals i transversals. Caracterització de les magnituds
d'una ona periòdica: amplitud, període, velocitat de propagació,
freqüència, longitud d'ona i fase. Interpretació de
la doble periodicitat espai-temps. |
| 4.
Un altaveu que vibra amb una freqüència de 667
Hz produeix una ona sonora plana que es desplaça per l'aire
a 333 m/s.
L'ona produeix una pertorbació de
|
|
| Fig. 4: |
| b) Dibuixa
els gràfics pertorbació-temps i pertorbació-posició
( vegeu les figures 4 i 5). Considera que en el moment inicial i en |
|
| Fig. 5: |
| Les ones i el
so 4: Comprensió i aplicació del principi
de Huygens. Reflexió i refracció. Interferències:
constructives i destructives. Observació experimental i interpretació
dels fenòmens de reflexió, refracció, interferències
i difracció. Reconeixement de l'efecte Doppler i les seves aplicacions. |
| 5. La figura 6 mostra els fronts d'ones planes que arriben a una superfície plana amb un angle d'incidència de 45º i s'hi reflecteixen. Fes una figura similar per a cada una de les situacions següents. Explica en cada cas quina o quines de les magnituds de l'ona canviaran (i com) després del fenomen produït i el nom del fenomen.
b) Un feix d'ones sonores planes de 230 Hz de freqüència arriba a una paret amb un orifici de 50 cm d'ample. c) Una sirena que emet un so de 1000 Hz s'allunya de nosaltres a 34 m/s . d) Ens arriba el so que prové
de 2 altaveus que produeixen, en fase i amb la mateixa intensitat, un
so de |
|
| Fig. 6: reflexió d'ones planes. |
| Les ones i el
so 5: Caracterització del so: intensitat,
to i timbre. Interpretació de gràfics de sons captats per
mètodes informàtics o electrònics i determinació
de les magnituds rellevants. |
| 6.
La figura 7 mostra el registre de la veu d'una persona que pronuncia una
e oberta. L'escala de temps està indicada en segons. |
 |
| Fig. 7 |
a) a. Determina el període i la longitud d’ona del so fonamental d'aquesta veu (velocitat del so en l’aire: v = 340 m/s). |
| Les ones i el
so 6: Observació d'ones estacionàries
en instruments musicals de corda i vent. Interpretació de la producció
d'una ona estacionària. Aplicació del principi de superposició.
Reconeixement de sons fonamentals i harmònics. Observació
de la representació d'un so pur i d'un so complex. Construcció
d'un so complex a partir de sons purs. Identificació de sons purs
en sons complexos. |
| 7. La figura 8 mostra l'espectre de freqüències d'un so complex (arxiu sonor en format MP3 so_i.mp3). S'han indicat les freqüències del segon pic (392 Hz) i del tercer pic (587 Hz).
b) Quin és el sobretò
més important? |
|
| Fig. 8:: espectre de freqüències d'un so. |
| Les ones i el
so 7: Reconeixement de l'escala de l'oïda humana.
Aplicació dels ultrasons. Diferència entre so i soroll.
Mesura del soroll. Contaminació acústica. |
| 8.
La figura 9 mostra tres registres sonors. |
 |
| Fig. 9 |
a) Indica quin dels tres registres correspon a un soroll, quin a un so complex i quin a un so pur. Justifica la resposta comparant les freqüències de cada cas. |
| 9. La figura 10 mostra un audiograma d'una persona jove amb audició normal. A les ordenades s'indica, per a cada freqüència, la intensitat mínima necessària per poder percebre els sons. b) A l'article "Hearing range"
de la Wikipedia
|
|
| Fig. 10: audiograma d'una persona jove amb audició normal. |
c) Imagina que la persona de l'audiograma de la figura està sentint un soroll que té una freqüència al voltant dels 1000 Hz amb un nivell de sensació sonora de 70 dB. En quin factor s'haurà de reduir la intensitat sonora perquè deixi de sentir-lo?
d) Imagina que la persona de l'audiograma de la figura sent
un soroll que ve del carrer que té una freqüència al voltant
dels 1000 Hz i amb
un nivell de sensació sonora de 60
dB. Si s'instal·la a les parets de casa un aïllament acústic
que absorbeix el 99,99%
de l'energia sonora, seguirà sentint el soroll?
Nota: les qüestions c i d
es proposen com a alternatives.
Autor d'aquesta pągina: Octavi Plana, professor de Física i Química a l’IES Icària de Barcelona
Aquesta
obra estą subjecta a una
Llicčncia
de Creative Commons
d'amplitud.
la
pertorbació era de 
i
augmentava.
i que estan
situats a una distància de 3,6
m i 5,4 m
de nosaltres, respectivament.
http://en.wikipedia.org/wiki/Hearing_range