conceptos clave
física
sonido
ondas
Biología
Introducción
¿alguna vez has escuchado ruidos bajo el agua? El sonido viaja de manera diferente en el agua que en el aire. Para obtener más información, intente hacer sus propios ruidos bajo el agua y escuche atentamente.
Background
El sonido es una onda creada por vibraciones. Estas vibraciones crean áreas de partículas más y menos densamente empaquetadas. Por lo tanto, el sonido necesita un medio para viajar, como el aire, el agua o incluso los sólidos.,
Las ondas sonoras viajan más rápido en sustancias más densas porque las partículas vecinas chocarán más fácilmente entre sí. Tomemos el agua, por ejemplo. Hay alrededor de 800 veces más partículas en una botella de agua que en la misma botella llena de aire. Así, las ondas sonoras viajan mucho más rápido en el agua que en el aire. En agua dulce a temperatura ambiente, por ejemplo, el sonido viaja unas 4,3 veces más rápido que en el aire a la misma temperatura.
El sonido que viaja a través del aire pronto se vuelve menos fuerte a medida que se aleja de la fuente., Esto se debe a que la energía de las olas se pierde rápidamente en el camino. El sonido mantiene su energía durante más tiempo cuando viaja a través del agua porque las partículas pueden transportar mejor las ondas sonoras. En el océano, por ejemplo, el sonido de una ballena jorobada puede viajar miles de millas!
Las ondas sonoras subacuáticas que nos llegan a un ritmo más rápido y mantienen su intensidad durante más tiempo parecen que deberían hacernos percibir esos sonidos como más fuertes cuando también estamos bajo el agua. El oído humano, sin embargo, evolucionó para escuchar el sonido en el aire y no es tan útil cuando se sumerge en el agua., Nuestra cabeza está llena de tejidos que contienen agua y pueden transmitir ondas sonoras cuando estamos bajo el agua. Cuando esto sucede, las vibraciones pasan por alto el tímpano, la parte del oído que evolucionó para captar ondas sonoras en el aire.
El sonido también interactúa con los límites entre dos medios diferentes, como la superficie del agua. Este límite entre el agua y el aire, por ejemplo, refleja casi todos los sonidos de vuelta en el agua. ¿Cómo influirán todas estas dinámicas en cómo percibimos los sonidos submarinos? ¡Prueba la actividad para averiguarlo!,/li>
Preparación
- llene la bañera con agua tibia—o diríjase a la piscina—y traiga a su ayudante y otros materiales.,
procedimiento
- pida a su ayudante que haga clic en un utensilio de acero inoxidable contra otro. Escuchen. ¿Cómo describirías el sonido?
- en un momento, su ayudante hará clic en un utensilio contra el otro bajo el agua. ¿Crees que escucharás el mismo sonido?
- pida a su ayudante que haga clic en un utensilio contra el otro bajo el agua. Escuchen. ¿El sonido parece ser más fuerte o más suave? ¿Lo que oyes también es diferente de otras maneras?
- sumergir un oído en el agua. Pídale a su ayudante que haga clic en un utensilio contra el otro bajo el agua. Escuchen., ¿Cómo describirías este sonido?
- pida a su ayudante que haga clic en un utensilio contra el otro bajo el agua poco después de sumergir la cabeza. Respire hondo, cierre los ojos y sumerja la cabeza completamente o tanto como se sienta cómodo haciendo. Escuche mientras aguanta la respiración bajo el agua (¡salga a tomar aire cuando lo necesite!). ¿El sonido parece ser más fuerte o más suave? ¿Parece ser diferente de otras maneras?
- repita esta secuencia, pero haga que su ayudante use dos utensilios de plástico golpeando uno contra el otro en su lugar.,
- repita la secuencia de nuevo, pero esta vez escuche una pequeña bola que se cae al agua. ¿Cambia el sonido de una bola cayendo al agua cuando escuchas por encima o por debajo del agua? ¿Cambia tu percepción de este sonido? ¿Por qué pasaría esto?
- cambiar roles. Haz que tu ayudante escuche mientras haces los sonidos.
- discuta los hallazgos que reunió. ¿Aparecen Patrones? ¿Puedes concluir algo sobre cómo los humanos perciben los sonidos cuando están sumergidos en el agua?,
- Extra: prueba con más tipos de sonidos: sonidos suaves y fuertes, sonidos agudos y graves. ¿Puedes encontrar más patrones?
- Extra: para investigar qué capta la onda de sonido cuando está sumergido, use los dedos para cerrar los oídos o use auriculares al sumergir la cabeza. ¿Cómo cambia el sonido cuando cierras el canal auditivo bajo el agua? ¿Sucede lo mismo cuando cierra el canal auditivo cuando está por encima del agua? Si no, ¿por qué esto sería diferente?
- Extra: ve a la piscina y escucha el sonido de alguien saltando al agua., Compare su percepción del sonido cuando está sumergido con cuando su cabeza está por encima del agua. ¿Cómo cambia tu percepción? Cierra los ojos. ¿Puedes saber dónde saltó la persona al agua cuando se sumergió? ¿Puedes saber cuando tienes la cabeza por encima del agua?
- Extra: investiga los sonidos del océano y cómo los sonidos causados por la actividad humana impactan a los animales acuáticos.
observaciones y resultados
¿Fue el sonido más suave cuando se creó bajo el agua y escuchaste por encima del agua? ¿Sonó amortiguado cuando solo tenías la oreja sumergida?, ¿Estaba más lleno cuando tenías la cabeza sumergida?
El sonido viaja más rápido en el agua en comparación con el aire porque las partículas de agua se empaquetan más densamente. Por lo tanto, la energía que transportan las ondas sonoras se transporta más rápido. Esto debería hacer que el sonido parezca más fuerte. Probablemente lo percibiste como más suave cuando no estabas sumergido, sin embargo, porque la superficie del agua es casi como un espejo para el sonido que creaste. Lo más probable es que el sonido se reflejara casi por completo en el agua tan pronto como llegara a la superficie.
cuando sumergiste solo tu oído, el sonido probablemente todavía parecía amortiguado., Esto sucede porque el oído humano no es bueno para captar sonido en el agua—después de todo, evolucionó para captar sonido en el aire.
cuando sumergiste tu cabeza, el sonido probablemente sonó más completo. Esto se debe a que nuestra cabeza contiene mucha agua, lo que permite que el tejido capte el sonido submarino, sin depender del tímpano. También explica por qué cerrar el canal auditivo casi no hace ninguna diferencia en el sonido que captas mientras estás bajo el agua.
si intentaste detectar de dónde venía el sonido cuando estabas sumergido, probablemente lo pasaste mal., Nuestro cerebro utiliza la diferencia en la sonoridad y el tiempo del sonido detectado por cada oído como una pista para inferir de dónde vino el sonido. Debido a que el sonido viaja más rápido bajo el agua y porque recoges el sonido con toda la cabeza cuando estás sumergido, tu cerebro pierde las señales que normalmente te ayudan a determinar de dónde viene el sonido.
más para explorar
descubrimiento del sonido en el mar, desde la Universidad de Rhode Island y el Centro Espacial interior
¿puedes escuchar sonidos en el espacio exterior?,, de Science Buddies
Talk through a String Telephone, de Scientific American
Sound Localization, de Science Buddies
Ears: Do Their Design, Size and Shape Matter?, de Scientific American
actividades STEM para niños, de Science Buddies
esta actividad se le presentó en asociación con Science Buddies
