ONDAS SONORAS Y ANALISIS DE FOURIER
INTEGRANTES: Gustavo Rafael Mesa Hernánde !"d# $%&'(%))$* !orreo: +ustavo,esa(*-.ot,a/l#0o, Hol+er Andr1 Torrado Roa !"d#: $%&)(*'&&% !orreo: .ol+ertorrado-+,a/l#0o, .ol+ertorrado-+,a/l#0o,
2RESENTA 2RESEN TADO DO A: 3aren Herao#
INFORME LA4ORATORIO DE ONDAS Y OS!ILA!IONES GRU2O E
O45ETI6OS# Identificar los mecanismos de generación, propagación y detección de las ondas sonoras. Diferenciar una onda sonora con tono puro, un sonido musical, un ruido blanco y la onda producida por el lenguaje articulado. Familiarizarse con el análisis de las señales en el dominio temporal y en el dominio de Fourier.
RESUMEN •
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Identificaremos los mecanismo de generación, propagación y detección de las ondas sonoras, también diferenciamos una onda sonora con tono puro, un sonido musical, la onda producida por el lenguaje articulado, familiarizándonos con el análisis de las señales en el dominio temporal y en el dominio de Fourier. En esta práctica se estudia principalmente la propagación del sonido en el aire, donde su elocidad es apro!imadamente de "#$ m%s , ariando a depender de las condiciones ambientales como la temperatura, la &umedad, el grado de contaminación, entre otros factores. Iniciamos la práctica conectando el sensor de sonido a la interfaz, luego la interfaz al pc ,seleccionando el sensor apropiado , todo esto para determinar la frecuencia de cada diapasón a traés del registro temporal y en el dominio de Fourier , el diapasón está definido como un instrumento capaz de producir tonos puros , estos es de una sola frecuencia , utilizamos primeramente un diapasón con frecuencia de '$$$ (z todo esto para calibrar el sensor fue utilizado como generadores de señales a detectar por un micrófono )ue a traés de una interfaz eniara dic&a señales a una analizador . *tilizamos cada diapasón dado determinando el análisis temporal y de Fourier con un m+nimo porcentaje de error y luego con la oz &umana de cada uno de nuestras integrantes del grupo analizando su frecuencia y luego con un instrumento musical.
MAR!O TEORI!O# ONDAS SONORAS# as ondas sonoras pueden iajar a traés de cual)uier medio material con una elocidad )ue depende de las propiedades del medio. -uando iajan, las part+culas en el medio ibran para producir cambios de densidad y presión a lo largo de la dirección de moimiento de la onda. Estos cambios originan una serie de regiones de alta y baja presión llamadas condensaciones y rarefacciones, respectiamente. (ay tres categor+as de ondas mecánicas )ue abarcan diferentes interalos de frecuencia. •
Los aud/7les: ndas sonoras )ue están dentro del interalo de sensibilidad del o+do &umano, de '$ (z a '$$$$(z. /e generan de diersas maneras, con instrumentos musicales, cuerdas ocales &umanas y altaoces.
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Ondas /nfras"n/0as: /on las )ue tiene frecuencias debajo del interalo audible. 0or ejemplo las ondas producidas por un terremoto.
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Ondas ultras"n/0as: /on a)uellas cuya frecuencia está por arriba del interalo audible por ejemplo pueden generarse al introducir ibraciones en un cristal de cuarzo con un campo eléctrico alterno aplicado. 1odas pueden ser longitudinales o transersales en sólidos, aun)ue solo pueden ser longitudinales en fluidos.
ANALISIS DE FOURIER# *na serie de Fourier es una serie infinita )ue conerge puntualmente a una función periódica y continua a trozos 2o por partes3. as series de Fourier constituyen la &erramienta matemática básica del análisis de Fourier empleado para analizar funciones periódicas a traés de la descomposición de dic&a función en una suma infinita de funciones sinusoidales muc&o más simples 2como combinación de senos y cosenos con frecuencias enteras3.
E5E!U!I8N DEL LA4ORATORIO#
2RUE4AS !ON LOS DIA2ASONES#
D/a9as"n (%%% H# f =
1
t
=
1 1 ( 0,5∗10
−
3
seg )
=
2000
H
f =
1
t
=
1 4.4 ( 0,5∗10
−
3
seg )
=
440.52 Hz
f =
f =
f =
1
t
1
t
1
t
=
=
=
1 5.2 ( 0,5∗10
−
3
seg)
1 6.8 ( 0,5∗10
−
3
seg )
=
=
1 4.45 ( 0,5∗10
3
−
384.61 Hz
seg )
294.11 Hz
=
449.43 Hz
f =
1
t
=
1 4.46 ( 0,5∗10
3
−
seg)
6O!ES#
=
448.43 Hz
6O DE HOLGER# f =
1
t
=
1 5.38 ( 0,5∗10
−
3
seg )
=
371.74 Hz
6O DE GUSTA6O# f =
1
t
=
1 6 ( 0,5∗10
3
−
seg )
=
332 Hz
INSTRUMENTOS MUSI!ALES#
FLAUTA# F =
1
t
=
1 5.4 ( 0,5∗10
3
−
seg )
=
GUITARRA#
370.98 Hz
f =
1
t
=
1 4.45 ( 0,5∗10
3
−
seg )
=
449,4 Hz
ANALISIS DE DATOS
$# -ompare las diferentes señales temporales registradas y concluya. En el registro temporal podemos obserar señales sinusoidales
(# -ompare las transformadas de Fourier de las señales y concluya. En el registro de Fourier podemos obserar la frecuencia la cual emite el diapasón, instrumento musical o la oz &umana.
;# -ual señal de las registradas tiene componentes de frecuencia mayores y como se identifica esto en la señal en el dominio temporal. El diapasón de '$$$ (z con el cual se calibra el soft4are corresponde a la mayor frecuencia emitida y detectada, esta se identifica en el dominio temporal como ondas sinusoidales de periodo menores a 5.
)# 1iene la oz &umana un comportamiento temporal más cercano a la señal de un radio mal sintonizado o la de un instrumento musical. a oz &umana tiene un comportamiento cercano al de un instrumento musical.
<# En el dominio temporal la oz &umana tiene un comportamiento más cercano a cuál de las otras señales. as oces &umanas registradas tienen frecuencias )ue no sobrepasan los "6$ (z, tiene comportamientos cercanos a instrumentos como la flauta y la señal de diapasones de frecuencias bajas.
!ON!LUSIONES# •
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En el laboratorio pudimos generar las ondas )ue se dan a treés de sonidos realizados con diferentes instrumentos cada uno de ellos nos daba como resultado una frecuencia e!perimental, la cual &allábamos seg7n el periodo de cada oscilación. 8l comparar los diferentes tipos de ondas )ue se produjeron a partir de los sonidos )ue se aplicaron nos dimos cuenta )ue se generan una gran ariedad de curas las cuales arrojan unos periodos de oscilación y con ello unas frecuencias bastante diferentes. 0odemos concluir )ue se debe tener precisión a la &ora de detener la oscilación para )ue esta nos de unos resultados co&erentes esto para )ue el margen de error sea bajo.
