Energía sonora para niños
La energía sonora (también llamada energía acústica) es la energía que viaja a través de las ondas sonoras. Esta energía nace de la vibración de algo que produce sonido y se mueve por las partículas del aire o del medio por donde viaja. Lo hace en forma de energía cinética (que es el movimiento de las partículas) y de energía potencial (que son los cambios de presión que se producen en ese medio).
A medida que el sonido se propaga, la energía se transmite a la velocidad de la onda. Sin embargo, una parte de esta energía sonora se convierte en energía térmica, es decir, en calor. La energía acústica suele ser pequeña y se mide en julios (J).
Contenido
¿Qué es la densidad de energía sonora?
La densidad de energía acústica es la cantidad de energía sonora que hay en un espacio determinado (por ejemplo, en un metro cúbico). Se puede entender como la energía acústica por cada unidad de volumen. También es igual a la intensidad sonora dividida por la velocidad del sonido. Su unidad de medida es el julio por metro cúbico (J/m³).
Para una onda sonora que se mueve en línea recta, la densidad de energía se puede calcular usando la potencia del sonido, la densidad del medio (como el aire) y la velocidad del sonido.
La densidad total de energía acústica (que incluye la energía de movimiento y la energía de presión) es igual a la densidad del medio multiplicada por la velocidad de las partículas al cuadrado en la dirección en que viaja la onda.
¿Qué es el flujo de energía sonora?
El flujo de energía acústica o sonora (representado por la letra q) nos dice cuánto volumen del medio (como el aire) se mueve por segundo debido a la presión del sonido a través de una superficie. Es como medir la cantidad de energía sonora que atraviesa un área específica en un tiempo determinado. Se mide en vatios (W).
En un medio como el aire, si las ondas son planas o esféricas y tienen una velocidad de propagación v, el flujo de energía a través de un área A con una presión sonora p se calcula con una fórmula que también considera el ángulo entre la dirección del sonido y la superficie.
Podemos hablar de diferentes tipos de flujo de energía acústica: la que se transmite, la que se refleja, la que se pierde y la que llega.
¿Cómo se conserva la energía acústica?
Como ocurre con todas las formas de energía, la energía acústica sigue el principio de conservación de la energía. Esto significa que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. Si no hay otras transformaciones de energía, la energía sonora que llega a un lugar será igual a la suma de la energía que se transmite, la que se pierde y la que se refleja.
¿Cómo se disipa la energía acústica?
Cuando la energía acústica se propaga, una parte de ella se pierde en el medio por donde viaja. En el caso del aire, esta pérdida se debe a que las ondas sonoras se "frenan" por la fricción interna del aire y por cómo el calor se mueve en él. Esta energía que se pierde se convierte en calor o energía térmica.
¿Qué es el coeficiente de absorción acústica?
El coeficiente de absorción acústica, representado por la letra griega alfa (α), es una medida de cuánta energía sonora es absorbida por un material. Se calcula dividiendo la suma de la energía sonora que se transmite y la que se pierde, entre la energía sonora que llega al material.
También se puede definir como la energía que un material absorbe dividida por la energía que incide sobre él. Es decir, es la diferencia entre la unidad y el coeficiente de reflexión (la energía que rebota).
¿Qué son los transductores acústicos?
Los transductores son aparatos que cambian un tipo de energía en otro. Los micrófonos y los altavoces son transductores acústicos. Ellos transforman la energía acústica en energía eléctrica, o al revés.
- Un micrófono: Este aparato capta las ondas sonoras y las convierte en una corriente eléctrica que tiene las mismas características que la onda sonora original. Primero, una lámina delgada y flexible, llamada diafragma, se mueve con los cambios de presión del sonido. Luego, estas vibraciones del diafragma crean una señal eléctrica.
- Un altavoz: Funciona al revés que un micrófono. Convierte la energía eléctrica en energía acústica. La señal eléctrica que le llega hace que una parte del altavoz se mueva. Este movimiento, a su vez, mueve las partículas de aire a su alrededor y produce ondas de presión, que son el sonido.
La potencia eléctrica de un altavoz influye en la fuerza del sonido que produce y en la energía acústica que envía al ambiente. También determina cuánto aire se mueve y las diferencias de presión. La frecuencia de la señal eléctrica que recibe el altavoz decide la frecuencia o el tono del sonido que escuchamos.
Galería de imágenes
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El micrófono convierte el sonido en una señal eléctrica, que luego se amplifica con energía adicional.
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El altavoz transforma la energía eléctrica en energía acústica.
Véase también
En inglés: Sound Facts for Kids
