Ejercicio resuelto de Introducción al sonido (1 de 2)

Sonido · Física · Selectividad (PAU/EBAU)

Ejercicio 1 de la clase Introducción al sonido (2 ejercicios en esta clase). Enunciado completo y solución explicada paso a paso, al nivel de 2º de Bachillerato.

\( \textbf{Ejercicio.} \) El sonido de una discoteca llega por vías diversas hasta el último piso del edificio en que se encuentra; básicamente, sin embargo, se propaga a través del aire y de la estructura de hormigón.

a) Calcula el tiempo necesario para que llegue al extremo superior de un edificio de \( 25\, \text{m} \) de altura, suponiendo que se propaga por el aire o por las vigas.

b) ¿De qué manera se podría diseñar un aislamiento eficiente?

Solución paso a paso

a) Calcula el tiempo necesario para que llegue al extremo superior de un edificio de \( 25\, \text{m} \) de altura, suponiendo que se propaga por el aire o por las vigas.

Solución: Queremos calcular el tiempo que tarda el sonido en llegar a la parte superior de un edificio de \( 25\, \text{m} \) de altura propagándose por: - El aire, con velocidad del sonido en el aire: \[ v_{\text{aire}} = 340\, \text{m/s} \] - El hormigón, con velocidad del sonido: \[ v_{\text{hormigón}} = 3200\, \text{m/s} \] \[ \textbf{Tiempo en el aire:} \] \[ t_{\text{aire}} = \frac{L}{v_{\text{aire}}} = \frac{25}{340} \approx 0{,}074\, \text{s} \] \[ \textbf{Tiempo en el hormigón:} \] \[ t_{\text{hormigón}} = \frac{L}{v_{\text{hormigón}}} = \frac{25}{3200} \approx 0{,}008\, \text{s} \] Resultado: El sonido tarda aproximadamente \(0{,}074\,\text{s}\) en llegar a la parte superior del edificio por el aire, y \(0{,}008\,\text{s}\) si se propaga por las vigas de hormigón.

b) ¿De qué manera se podría diseñar un aislamiento eficiente?

Solución: La propagación del sonido a través de las vigas de hormigón es mucho más rápida (0,008 s frente a 0,074 s en el aire). Esto indica que la transmisión por la estructura sólida es más eficiente, y es precisamente lo que se debe atenuar si se desea un buen aislamiento acústico. \[ \textbf{Medidas de aislamiento:} \] Para impedir la propagación del sonido a través de las vigas y la estructura del edificio, es necesario: - Emplear materiales aislantes alrededor de las vigas y otras partes estructurales rígidas. - Revestir las vigas con materiales que absorban las vibraciones y disminuyan la transmisión del sonido. - Usar soluciones de desacoplamiento estructural (por ejemplo, capas elásticas, juntas antivibración) que interrumpan la continuidad rígida del edificio y dificulten el paso de las ondas sonoras. Resultado: El aislamiento acústico debe centrarse en recubrir las vigas y puntos de transmisión estructural con materiales que absorban vibraciones y corten la transmisión del sonido.

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