Informe Lab Ondas Sonoras Y Analisis Fourier a2x54

ONDAS SONORAS Y ANALISIS DE FOURIER

INTEGRANTES: Gustavo Rafael Mesa Hernández Cód. 1096204417 Correo: [email protected]

PRESENTADO A: Karen Herazo.

INFORME LABORATORIO DE ONDAS Y OSCILACIONES GRUPO E

OBJETIVOS.   

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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 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 velocidad es aproximadamente de 340 m/s , variando a depender de las condiciones ambientales como la temperatura, la humedad, 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 través 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 2000 Hz todo esto para calibrar el sensor fue utilizado como generadores de señales a detectar por un micrófono que a través de una interfaz enviara dicha señales a una analizador . Utilizamos cada diapasón dado determinando el análisis temporal y de Fourier con un mínimo porcentaje de error y luego con la voz humana de cada uno de nuestras integrantes del grupo analizando su frecuencia y luego con un instrumento musical.

MARCO TEORICO. ONDAS SONORAS. Las ondas sonoras pueden viajar a través de cualquier medio material con una velocidad que depende de las propiedades del medio. Cuando viajan, las partículas en el medio vibran para producir cambios de densidad y presión a lo largo de la dirección de movimiento de la onda. Estos cambios originan una serie de regiones de alta y baja presión llamadas condensaciones y rarefacciones, respectivamente. Hay tres categorías de ondas mecánicas que abarcan diferentes intervalos de frecuencia. 

Los audibles: Ondas sonoras que están dentro del intervalo de sensibilidad del oído humano, de 20 Hz a 20000Hz. Se generan de diversas maneras, con instrumentos musicales, cuerdas vocales humanas y altavoces.

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Ondas infrasónicas: Son las que tiene frecuencias debajo del intervalo audible. Por ejemplo las ondas producidas por un terremoto.

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Ondas ultrasónicas: Son aquellas cuya frecuencia está por arriba del intervalo audible por ejemplo pueden generarse al introducir vibraciones en un cristal de cuarzo con un campo eléctrico alterno aplicado. Todas pueden ser longitudinales o transversales en sólidos, aunque solo pueden ser longitudinales en fluidos.

ANALISIS DE FOURIER. Una serie de Fourier es una serie infinita que converge puntualmente a una función periódica y continua a trozos (o por partes). Las series de Fourier constituyen la herramienta matemática básica del análisis de Fourier empleado para analizar funciones periódicas a través de la descomposición de dicha función en una suma infinita de funciones sinusoidales mucho más simples (como combinación de senos y cosenos con frecuencias enteras).

EJECUCIÓN DEL LABORATORIO.

PRUEBAS CON LOS DIAPASONES.

Diapasón 2000 Hz. 1 1 f= = =2000 Hz t 1 ( 0,5∗10−3 seg )

1 1 f= = =440.52 Hz t 4.4 ( 0,5∗10−3 seg )

1 1 f= = =384.61 Hz t 5.2 ( 0,5∗10−3 seg )

1 1 f= = =294.11 Hz t 6.8 ( 0,5∗10−3 seg )

1 1 f= = =449.43 Hz t 4.45 ( 0,5∗10−3 seg )

1 1 f= = =448.43 Hz t 4.46 ( 0,5∗10−3 seg )

VOCES.

VOZ DE HOLGER. 1 1 f= = =371.74 Hz t 5.38 ( 0,5∗10−3 seg )

VOZ DE GUSTAVO. 1 1 f= = =332 Hz t 6 ( 0,5∗10−3 seg )

INSTRUMENTOS MUSICALES.

FLAUTA. 1 1 F= = =370.98 Hz t 5.4 ( 0,5∗10−3 seg )

GUITARRA.

1 1 f= = =449,4 Hz t 4.45 ( 0,5∗10−3 seg )

ANALISIS DE DATOS

1. Compare las diferentes señales temporales registradas y concluya. En el registro temporal podemos observar señales sinusoidales

2. Compare las transformadas de Fourier de las señales y concluya. En el registro de Fourier podemos observar la frecuencia la cual emite el diapasón, instrumento musical o la voz humana.

3. Cual señal de las registradas tiene componentes de frecuencia mayores y como se identifica esto en la señal en el dominio temporal. El diapasón de 2000 Hz con el cual se calibra el software corresponde a la mayor frecuencia emitida y detectada, esta se identifica en el dominio temporal como ondas sinusoidales de periodo menores a 1.

4. Tiene la voz humana un comportamiento temporal más cercano a la señal de un radio mal sintonizado o la de un instrumento musical. La voz humana tiene un comportamiento cercano al de un instrumento musical.

5. En el dominio temporal la voz humana tiene un comportamiento más cercano a cuál de las otras señales. Las voces humanas registradas tienen frecuencias que no sobrepasan los 350 Hz, tiene comportamientos cercanos a instrumentos como la flauta y la señal de diapasones de frecuencias bajas.

CONCLUSIONES. 

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En el laboratorio pudimos generar las ondas que se dan a trevés de sonidos realizados con diferentes instrumentos cada uno de ellos nos daba como resultado una frecuencia experimental, la cual hallábamos según el periodo de cada oscilación. Al comparar los diferentes tipos de ondas que se produjeron a partir de los sonidos que se aplicaron nos dimos cuenta que se generan una gran variedad de curvas las cuales arrojan unos periodos de oscilación y con ello unas frecuencias bastante diferentes. Podemos concluir que se debe tener precisión a la hora de detener la oscilación para que esta nos de unos resultados coherentes esto para que el margen de error sea bajo.