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Física para ingeniería 
Ing. Melissa Maldonado Villarreal
¿Que es la Física?
La física puede definirse como la ciencia que investiga los conceptos fundamentales de la materia, la energía y el espacio, así como las relaciones entre ellos. 
¿Que es la Acústica?
La acústica es la parte de la física que estudia las ondas sonoras, su producción, transmisión, recepción, análisis de sus componentes y efectos. Desde el punto de vista de los recintos es la parte de la física que estudia las cualidades que determinan conjuntamente el carácter de la misma con respecto a la percepción auditiva humana.
¿Que es el Sonido?
Es cualquier fenómeno que involucre la propagación en forma de ondas elásticas(sean audibles o no), generalmente a través de un fluido (u otro medio elástico) que esté generando el movimiento vibratorio de un cuerpo.
Física del Sonido
La física del sonido es estudiada por la acústica, que trata tanto de la propagación de las ondas sonoras en los diferentes tipos de medios continuos como la interacción de estas ondas sonoras con los cuerpos físicos.
Propagación del Sonido
Ciertas características de los fluidos y de los sólidos influyen en la onda de sonido. 
Es por eso que el sonido se propaga en los sólidos y en los líquidos con mayor rapidez que en los gases. 
¿Que es una Onda?
En física, se conoce como onda a la propagación de la energía (y no de la masa) a través del espacio, mediante la perturbación de alguna de sus propiedades físicas, como son la densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético. Este fenómeno puede darse en un espacio vacío o en uno que contenga materia (aire, agua, tierra, etc.).
Aunque podemos generar ondas de muchas maneras, es importante mencionar que existen de dos tipos: las ondas mecánicas y las electromagnéticas.
Las ondas mecánicas consisten en la propagación de una vibración a través de un medio transportando energía. por ejemplo, las ondas en el agua.
Por otro lado, las ondas electromagnéticas son el resultado de la interacción de campos eléctricos y magnéticos, aquí también hay transporte de energía de un lugar a otro, pero a diferencia con las ondas mecánicas, las ondas electromagnéticas no necesitan un medio para propagarse. Un ejemplo de ellas son las ondas de radio.
Partes de una Onda
Una onda se compone de las siguientes partes:
Cresta. El punto máximo en la ondulación, es decir, en la amplitud de onda: el punto más alejado del reposo que alcanza.
Período. Representado con la letra T, es el tiempo que demora la onda en ir desde su cresta hasta la siguiente, o sea, en repetirse.
Amplitud. Representado con la letra A, mide la distancia vertical entre la cresta y el punto medio de la onda, a mitad de camino hacia el reposo. Esta medida puede crecer o decrecer en el tiempo dependiendo del caso.
Frecuencia. Representado con la letra f, es el número de veces que la onda se repite en una unidad determinada de tiempo, razón por la cual se calcula según la fórmula f = 1/T.
Valle. Lo contrario de la cresta: el punto más próximo al reposo de la onda.
Longitud de onda. Representado por el símbolo λ (lamda), es la distancia entre dos crestas consecutivas de la ondulación.
Ciclo. Se llama así a una ondulación completa, de principio a fin.
Ondas Mecánicas
¿Qué son?
Una onda mecánica es una perturbación de las propiedades mecánicas de un medio material (posición, velocidad y energía de sus átomos o moléculas) que se propaga en el medio.
Todas Las Ondas Mecánicas Requieren:
•	Alguna fuente que cree la perturbación.
•	Un medio en el que se propague la perturbación.
•	Algún medio físico a través del cual elementos del medio puedan influir uno al otro. 
El sonido es el ejemplo más conocido de onda mecánica, que en los fluidos se propaga como onda longitudinal de presión.
Ejemplos
El sonido
Una onda en la tierra (onda sísmica)
Onda en el agua (ola)
Onda en una cuerda (guitarra)
Tipos de Onda
Podemos clasificar las ondas de acuerdo a distintos criterios, tales como son:
Según el movimiento del medio:
Cuando la perturbación es perpendicular a la dirección de propagación se denomina onda transversal, y cuando la perturbación es paralela a la dirección de propagación se denomina onda longitudinal. 
a) Desplazamiento perpendicular de las partículas = ondas transversales.
b) Desplazamiento hacia adelante de las partículas = ondas longitudinales.
c) Desplazamiento perpendicular y hacia delante de las partículas = suma de ondas transversales y longitudinales.
Ondas Transversales 
Una onda transversal es una onda en la que cierta magnitud vectorial presenta oscilaciones en alguna dirección perpendicular a la dirección de propagación. Para el caso de una onda mecánica de desplazamiento, el concepto es ligeramente sencillo, la onda es transversal cuando las vibraciones de las partículas afectadas por la onda son perpendiculares a la dirección de propagación de la onda. 
Ondas Longitudinales 
Una onda longitudinal es una onda mecánica en la que el movimiento de oscilación de las partículas del medio es paralelo a la dirección de propagación de la onda. Las ondas longitudinales reciben también el nombre de ondas de presión u ondas de compresión. 
Onda Sonora
Una onda sonora es una onda longitudinal que transmite lo que se asocia con sonido. 
Las ondas sonoras viajan a través de cualquier medio material con una rapidez que depende de las propiedades del medio.
Onda Sonora
Las ondas sonoras se dividen en tres categorías que cubren diferentes intervalos de frecuencia. 
Las ondas audibles se encuentran dentro del intervalo de sensibilidad del oído humano. Es posible generarlas en una variedad de formas, como instrumentos musicales, voces humanas o bocinas. 
Las ondas infrasónicas tienen frecuencias por debajo del intervalo audible. Los elefantes usan ondas infrasónicas para comunicarse mutuamente, aun cuando estén separados por varios kilómetros. 
Las ondas ultrasónicas tienen frecuencias por arriba del alcance audible. Es posible que haya utilizado silbatos “silenciosos” para llamar a su perro. Los perros escuchan el sonido ultrasónico que emite este silbato, para los humanos es imposible detectarlo. 
Rapidez de onda. 
La rapidez a la cual se mueve un pulso a través de un medio depende de la elasticidad del medio y de la inercia de las partículas del mismo.
Los materiales mas elásticos producen mayores fuerzas de restitución cuando se distorsionan. Los materiales menos densos se resisten menos en moverse. 
En ambos casos, la capacidad de las partículas para propagar una perturbación a las partículas vecinas es mejor, y el pulso viajara en ese caso a mayor rapidez.
Ejemplo
Consideremos el movimiento de un pulso 
transversal a través de una cuerda.
La masa m de la cuerda y su longitud L se 
mantiene bajo una tensión constante F por 
medio de la pesa suspendida. Cuando se 
da un solo movimiento a la cuerda en su 
extremo izquierdo, se propaga un pulso 
transversal a lo largo de la misma. La elasticidad
de la cuerda se mide por la tensión F. La inercia
de las partículas individuales se determinan 
mediante la masa por unidad de longitud µ de la 
cuerda . Se puede demostrar que la rapidez de onda del pulso transversal es una cuerda esta dado por: 
v= 
Movimiento Ondulatorio Periódico
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