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Acústica Musical
Guía de Trabajos Prácticos
Primer cuatrimestre
2016
Ing. Gustavo Basso
Dra. M. Andrea Farina
Martín Castelvetri
Lic. Juan Manuel Cingolani
Federico Jaureguiberry
Prof. Jorge Pappadopoulos
Lic. Agustín Salzano
Tomás Szelagowski
FBA | UNLP Acústica Musical |2016
Contenidos
Cronograma de Trabajos Prácticos Pag. 4
Trabajo Práctico Nro. 1 Pag. 5
Trabajo Práctico Nro. 2 Pag. 6
Trabajo Práctico Nro. 3 Pag. 7
Trabajo Práctico Nro. 4 Pag. 8
Trabajo Práctico Nro. 5. Pag. 12
Trabajo Práctico Nro. 6 Pag. 13
Trabajo Práctico Nro. 7 Pag. 15
Trabajo Práctico Nro. 8 y 9 Pag. 16
Anexo Nro. 1. Conceptos Básicos de Física Pag. 18
Anexo Nro. 2. Fragmentos del Bolero de Ravel Pag. 27
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Condiciones de aprobación de las Clases Prácticas de Acústica Musical
• 80% de asistencia a clases.
• 100% de los Trabajos Prácticos realizados y aprobados una semana antes de la primera
instancia de cada uno de los parciales.
Formas de promoción
• Promoción Directa: dos parciales aprobados con una calificación mínima de seis (6).
• Promoción Indirecta: dos parciales aprobados con una calificación mínima de cuatro
(4). Obtienen BTP (Boleta de trabajos prácticos) y deben rendir examen final.
Blog de la cátedra y contacto
http://acusticamusicalfbaunlp.wordpress.com
Bibliografía obligatoria
Basso, Gustavo. “Análisis Espectral. La Transformada de Fourier en la Música”. Editorial de la
Universidad Nacional de La Plata, 1999.
Basso, Gustavo. “Percepción Auditiva”. Editorial de la UnQ, 2006.
Massmann, Herbert; Ferrer, Rodrigo. “Instrumentos Musicales: Artesanía y Ciencia”.
Dolmen Ediciones.
Roederer, Juan G. “Acústica y Psicoacústica de la Música”. Ricordi Americana, 1997.
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Cronograma de los prácticos correspondientes al primer cuatrimestre
Clase Tema Descripción de contenidos y actividades
1 Gráficos/Funciones Gráficos analógicos - Eje de coordenadas cartesianas -
Clasificación de las señales acústicas - Funciones (ejercicios
con gráficos resultantes)
2 MAS Magnitudes, valores, unidades - Parámetros del movimiento
armónico simple (MAS) y su correlato perceptual - Gráficos
temporal y espectral - Longitud de onda
3 Suma I Suma de sinusoides: de =frec, =fase - Suma de =frec y diferente
fase - contrafase. Ejercicios con gráficos.
4 Suma II Suma de sinusoides con diferentes frecuencias: los 3 primeros
parciales de ondas tipo diente de sierra, cuadrada y triangular.
Ejercicios con gráficos.
5 Batidos/Suma III Batidos entre frecuencias cercanas - Gráficos - Audición de
resultantes - Banda crítica - El fenómeno de la "fundamental
ausente" - Series: aritméticas, geométricas y armónicas.
6 Fourier I La serie armónica en notación musical - Análisis - Síntesis -
Espectros armónicos y poliarmónicos (campanas). Generación
por síntesis aditiva de ondas complejas con diferentes espectros
armónicos y poliarmónicos.
7 Fourier II Aplicaciones musicales: el órgano, el Bolero de Ravel - El
fenómeno del batido para la reconstrucción de la fundamental -
Altura tonal y altura espectral
8 Amplitud I Amplitud – Decibeles - Sonoridad - Umbral de audición -
Curva de fones
9 Amplitud II Curva de fones, repaso - Sones - Enmascaramiento (ejemplos)
10 REPASO
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Clase Tema Descripción de contenidos y actividades
1 Gráficos/Funciones Gráficos analógicos - Eje de coordenadas cartesianas -
Clasificación de las señales acústicas - Funciones (ejercicios
con gráficos resultantes)
Sugerencia para la realización de los prácticos: utilizar papel cuadriculado o milimetrado.
1. Realizar gráficos analógicos de las siguientes señales acústicas (en caso de estar especificado,
utilizar los parámetros solicitados)
1.1.
a. y = altura; x = tiempo
b. y = intensidad; x = tiempo
1.2. Un sonido de una campana de placa.
1.3. Gotas de lluvia cayendo sobre un techo de chapa durante 10 s.
1.4.
a. y = altura; x = tiempo
b. y= altura; x = intensidad
2. Funciones. Realizar gráficos en coordenadas cartesianas (6 valores como mínimo)
2.1. y = 3x
2.2. y = 2x + 1
2.3. y = x2
2.4. y = x2 –
3
2.5. y = log x
3. Complete o continúe las siguientes series. Indique cuáles son aritméticas, geométricas o
armónicas. Indique la razón de cada una.
3.1. 2; 4; 8; 16; 32; 64
3.2. 3; 6; 9; 12; 15; 18
3.3. 22,5; 45; 67,5; 90; 135
3.4. 2; 6; 18; 54; 162; 486
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Clase Tema Descripción de contenidos y actividades
2 M.A.S Magnitudes, valores, unidades - Parámetros del movimiento
armónico simple (MAS) y su correlato perceptual - Gráficos
temporal y espectral - longitud de onda
Representar en gráficos temporales:
1. Dos ciclos de una onda de 110 Hz, de amplitud 30 mm.
2. Dos ciclos de una onda cuyo período sea 0,004545 s, de amplitud 15 mm.
3. Dos ciclos de una onda cuyo período sea 0,002272 s, de amplitud 7,5 mm.
4. Dos ciclos de una onda de 880 Hz, de amplitud 35 mm.
5. Representar las cuatro señales anteriores en un mismo gráfico espectral.
6. Representar las siguientes tres señales en el mismo gráfico temporal:
6.1. Un ciclo de una onda de 50 Hz, de amplitud 60 mm.
6.2. Dos ciclos de una onda de 100 Hz, de amplitud 30 mm.
6.3. Cuatro ciclos de una onda de 200 Hz, de amplitud 15 mm.
7. Tres ciclos de dos ondas de igual período y distintas amplitudes y fases iniciales.
8. Cinco ciclos de una onda de período 3 s que decrece en amplitud (Ainicial = 25 mm).
9. Ocho ciclos de un glissando ascendente y ocho ciclos de un glissando descendente.
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Clase Tema Descripción de contenidos y actividades
3 Suma I Suma de sinusoides: de =frec, =fase - Suma de =frec y diferente
fase-contrafase. Ejercicios con gráficos.
1. Dados los parámetros de las siguientes sinusoides, represente gráficamente dos ciclos de
cada una y la suma respectiva (escala: 12 cm = 0,01 s )
Sinusoide A Sinusoide B
Frecuencia [Hz] Amplitud [mm] Fase inicial [º] Frecuencia [Hz] Amplitud [mm] Fase inicial [º]
1 100 10 0 100 10 0
2 300 20 0 300 30 0
3 400 15 0 400 15 90
4 300 10 0 300 30 90
5 200 15 0 200 15 180
6 200 20 0 200 25 180
2. El Phaser aplica una modulación variable a la fase de la señal entrante y la combina con
la señal original sin procesar. ¿Qué se logra con este efecto? ¿Cambia el resultado en
función de la frecuencia donde se aplique?, ¿a nivel ensamble?
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Clase Tema Descripción de contenidos y actividades
4 Suma II Suma de sinusoides con diferentes frecuencias: los 3 primeros parciales de
ondas tipo diente de sierra, cuadrada y triangular. Ejercicios con gráficos.
Realice la suma de las siguientes sinusoides y los gráficos espectrales respectivos. ¿Qué
frecuencia tiene la señal resultante?
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Clase Tema Descripción de contenidos y actividades
5 Batidos/Suma III Batidos entre frecuencias cercanas – Gráficos - Audición de
resultantes - Banda crítica - El fenómeno de la "fundamental
ausente" - Series: aritméticas, geométricas y armónicas.
Resolver:
1. Una cierta cuerda de piano y un diapasón La 440 Hz producen 3 batidos por segundo
cuando se los excita simultáneamente. ¿Cuáles serán los valores posibles para la
frecuencia de vibración de la cuerda?
2. Determinar las frecuencias de batidos que resultan de producir con tres flautas las
frecuencias: 440, 443 y 438 Hz. ¿Cuál es el valor de la frecuencia resultante? ¿Qué flauta
está desafinada?
3. Dos tubos de órgano suenan a 523 y 520,6 Hz ¿cuál será la frecuencia de batido cuando
se los haga sonar juntos? ¿Cuál es el valor de la frecuencia resultante?
4. Una frecuencia de 820 Hz tiene una frecuencia de batido de 2 Hz; si una de las señales
que lo genera es de 819 Hz, ¿cuál es la otra?
5. Un ensamble de dos flautas, dos oboes, dos clarinetes y un clarinete bajo ejecutan al
unísono un La4 y se perciben batidos. ¿Cómo explica esta situación?
6. El efecto Chorus consiste en aplicar una pequeña modulación de frecuencia y un pequeño
retardo (delay) a la señal entrante y combinarla con la señal original sin procesar.
¿Qué se logra con este efecto? ¿Cambia el resultado en función de la frecuencia donde se
aplique?, ¿a nivel ensamble?
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Clase Tema Descripción de contenidos y actividades
6 Fourier I La serie armónica en notación musical - Análisis - Síntesis -
Espectros armónicos y poliarmónicos (campanas). Generación
por síntesis aditiva de ondas complejas con diferentes espectros
armónicos y poliarmónicos.
1. Completar y/o indicar las bases de las siguientes series armónicas
1.1. 300, 400, 600, 900, 1000...
1.2. 1002, 1004, 1006...
1.3. 100, 200, 300, 450...
1.4. 510, 520...
1.5. 440, 880, 1320, 2200...
2. Indicar cuál es el intervalo que se percibiría entre las siguientes frecuencias:
2.1. f1 = 1000 Hz; f2= 2000 Hz
2.2. f1 = 900 Hz; f2= 1000 Hz
2.3. f1 = 2 Hz; f2 = 3 Hz
2.4. f1 = 880; f2 = 1320 Hz
2.5. f1 = 300; f2 = 500 Hz
2.6. f1 = 700 Hz; f2 = 800 Hz
2.7. f1 = 250 Hz; f2 = 750 Hz
2.8. f1 = 330 Hz; f2 = 440 Hz
3. ¿Cuáles son las fundamentales de la siguiente melodía? Escriba luego la sucesión de
alturas en un pentagrama, sabiendo que: Do 4: 262 Hz - Re 4: 293 Hz - Mi 4: 330 Hz - Fa
4: 349 Hz - Sol 4: 392 Hz - La 4: 440 Hz - Si 4: 494 Hz
Nota (f fundamental)
Nota 1: 392 Hz 1176 Hz 1568 Hz
Nota 2: 1176 Hz 1568 Hz 1960 Hz
Nota 3: 880 Hz 1320 Hz 2200 Hz
Nota 4: 1482 Hz 1976 Hz ------
Nota 5: 392 Hz 784 Hz 1960 Hz
Nota 6: 494 Hz 1482 Hz 2470 Hz
Nota 7: 440 Hz 1760 Hz 2200 Hz
Nota 8: 1172 Hz 1465 Hz -----
Anexo:
Serie armónica (hasta el armónico 16) del La1
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Serie armónica (hasta el armónico 16) del Do2
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Clase Tema Descripción de contenidos y actividades
7 Fourier II Aplicaciones musicales: el órgano, Bolero de Ravel - El
fenómeno del batido para la reconstrucción de la fundamental -
Altura tonal y altura espectral
1. Un oboe y una flauta producen juntos las siguientes notas:
1. saxo alto Sol4; flauta Sol4
2. saxo alto Sol4; flauta Si4
3. saxo alto Sol4; flauta Re5
4. saxo alto Sol4; flauta Re6
5. saxo alto Sol4; flauta Sol6
¿En qué caso se percibe al bicordio más cercano a una unidad o a un intervalo?
2. Una onda diente de sierra tiene una fundamental de 440 Hz (La4). Teniendo en cuenta el
rango humano de audición, ¿hasta qué número de armónico se podría percibir en dicha onda,
al margen de su amplitud? ¿Y en otra cuya fundamental sea de 5000 Hz?
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Clase Tema Descripción de contenidos y actividades
8 Amplitud I Amplitud – Decibeles - Sonoridad - Umbral de audición -
Curva de fones
9 Amplitud II Curva de fones, repaso - Sones - Enmascaramiento (ejemplos)
1. Si se escuchan tres sonidos con frecuencias f1 = 200; f2 = 1000 y f3 = 3000 Hz, todos a un
mismo nivel de intensidad de 60 dB, ¿cuál será más sonoro y cuál menos?
2. Si se escuchan tres sonidos de las mismas frecuencias que en el ejercicio anterior, todos
con un nivel de sonoridad de 60 fones ¿cuál tendrá mayor nivel de intensidad y cuál
menor?
3. Utilice las curvas de igual sonoridad de Fletcher-Munson para determinar el nivel de
sonoridad, en fones, de las siguientes ondas sinusoidales:
3.1. 500 Hz a 30 dB
3.2. 4000 Hz a 80 dB
3.3. 50 Hz a 70 dB
4. Para que las siguientes frecuencias tengan la misma sonoridad que una onda de 1000 Hz a
50 dB ¿qué nivel de intensidad deberán tener?
4.1. 50 Hz
4.2. 300 Hz
4.3. 10 kHz
5. Realice una copia del diagrama de Fletcher-Munson reemplazando los niveles en fones
por sus equivalentes en sones.
6. Según el gráfico siguiente, ¿cuál deberá ser el mínimo nivel de intensidad de una
sinusoide de 600 Hz para poder ser percibida en presencia de una sinusoide de 400 Hz a
80 dB?
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Curvas de igual sonoridad (Fletcher y Munson, 1933) en un diagrama de nivel de intensidad y
frecuencia.
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CONCEPTOS BASICOS DE FISICA1
Las leyes de física expresan relaciones entre magnitudes físicas tales como longitud,
tiempo, fuerza, energía y temperatura, entendiéndose como magnitud a toda propiedad de un
cuerpo o sistema que puede ser medida.
Medir es comparar una cantidad de una magnitud cualquiera con otra cantidad de la misma
magnitud, a la cual se toma como unidad. Para medir el valor de cualquier magnitud es
necesario adoptar un valor unitario de referencia, que debe ser definido en forma precisa. Por
ejemplo, la unidad de la magnitud “longitud” es el metro.
La operación física de base es la medición, siendo el resultado de la medición un número
acompañado del nombre de la unidad que se empleó.
La afirmación de que una cierta distancia es de 25 metros significa que equivale a 25 veces
la longitud de la unidad metro. Es decir, una regla métrica patrón se ajusta 25 veces en dicha
distancia. Es importante indicar la unidad metro junto con el número 25 al expresar una distancia
debido a que existen otras unidades de longitud de uso común. Decir que una distancia es “25”
carece de significado. Toda magnitud física debe expresarse con una cifra y una unidad. Veamos
algunos ejemplos:
Magnitud Unidad Símbolo
Longitud Metro m
Masa Kilogramo kg
Tiempo Segundo s
Presión Pascal Pa
Fuerza Newton N
Trabajo / Energía Joule J
Potencia Watt W
Se usan en general tres magnitudes físicas fundamentales e independientes: Longitud, Masa
y Tiempo, mientras que las restantes son derivadas y pueden expresarse en función de éstas.
Existe una unidad patrón o estándar para cada una de las magnitudes fundamentales a partir de
las que se determina un sistema de unidades. El sistema utilizado universalmente en la
comunidad científica es el Sistema Internacional (SI). En este sistema la unidad de longitud es el
metro, la de tiempo patrón es el segundo y la de masa es el kilogramo.2 La unidad de cualquier
magnitud física puede expresarse en función de estas unidades SI fundamentales.
1 Elaboración de Maximiliano Salomni y Sergio Pousa
2 Para completar las unidades SI de base hay que agregar el ampere (intensidad de corriente eléctrica),
el grado kelvin (temperatura), el mol (cantidad de materia) y la candela (intensidad luminosa).
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1. Unidades de base
1.1. Longitud
Podemos asociar la longitud con el concepto de distancia o separación espacial entre dos
puntos. Para determinar la distancia debemos seleccionar una unidad de longitud (el metro) y
comprobar cuantas veces esta unidad es contenida en la distancia dada.
La unidad patrón de longitud, el metro, estuvo determinado durante un tiempo por la
distancia comprendida entre dos rayas grabadas sobre una barra de una aleación de platino e
iridio. Esta se guarda en la Oficina Internacional de Pesas y Medidas de Paris. Para definir la
longitud de un metro se calculó la longitud de un meridiano terrestre y se tomó la 40 millonésima
parte de ella. Un meridiano terrestre mide, entonces, 40 millones de metros.
Posteriormente se comprobó que los meridianos terrestres no son iguales (la tierra no es
exactamente esférica), ni la distancia entre los trazos de la barra era exactamente la 40
millonésima parte de un meridiano. El metro patrón se define hoy como la distancia recorrida por
la luz en el vacío durante un tiempo de 1/299.792.458 segundos (esto supone que la velocidad de
la luz es exactamente de 299.792.458 m/s).
1.2. Tiempo
La Tierra gira alrededor de su eje produciendo los días y las noches. El tiempo que tarda en
dar una vuelta completa se denomina día solar. Un día solar es igual a 86.400 segundos. Y un
segundo es el período promedio del pulso cardíaco en el ser humano.
Para mayor exactitud el segundo se define en función de la frecuencia de la luz emitida por
una determinada transición de un átomo de cesio, cuya frecuencia es de 9.192.631.770 ciclos por
segundo.
1.3. Masa
Es una de las características básicas de un cuerpo: la cantidad de materia que lo forma. La
unidad de masa es el kilogramo -que equivale a 1000 gramos- y se define de modo que
corresponde a la masa de un cuerpo patrón concreto. Esta unidad también se conserva en la
Oficina de Pesas y Medidas en Francia. El peso de un objeto en un punto determinado de la
Tierra es proporcional a su masa. Así, las masas de tamaño ordinario pueden compararse a partir
de su peso.
No deberemos confundir no obstante entre la magnitud “masa” y “peso”, siendo este último
la fuerza con que la Tierra atrae un cuerpo. La masa de un cuerpo no varia según el lugar donde
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se lo mida, el peso, en cambio, sí. La confusión se origina en parte al existir una unidad de peso
de uso cotidiano –el kilogramo fuerza definido en el denominado sistema técnico que empleamos
para comprar pan, que tiene el mismo nombre que la unidad de masa SI, el kilogramo masa del
sistema MKS. A 45º de latitud y al nivel del mar un cuerpo que tiene una masa de un kilogramo
pesa un kilogramo fuerza; es decir, que el número que mide el peso de un cuerpo en kilogramos
es el mismo que mide su masa en kilogramos. En los demás puntos de la Tierra (o en la Luna),
como el peso cambia y la masa no, los números serán distintos. No debemos olvidar que aún en
este caso estamos mezclando los sistemas. En el Sistema Internacional (SI) lo correcto es decir
que el cuerpo de 1 kg de masa del ejemplo pesa 9,8 Newtons.
2. Magnitudes que emplean unidades derivadas
2.1. Velocidad
Estamos familiarizados con el concepto de velocidad media de un objeto, que se define
como el cociente entre la distancia total recorrida y el tiempo invertido en dicho desplazamiento:
velocidad = distancia / tiempo
En el Sistema Internacional la velocidad se mide en metros por segundo (m/s), pues no
existe una unidad propia de la velocidad. Otra unidad de uso corriente es el kilómetro por hora
(km/h). Por ejemplo si un automóvil recorre 200 km en 5 horas, su velocidad media es de (200
km) / (5 h)= 40 km/h.
La velocidad es una magnitud vectorial, es decir que para determinarla no basta con indicar
su valor en una cierta unidad, sino que es necesario determinar una dirección y un sentido.
La aceleración media es la variación de velocidad en un determinado intervalo de tiempo, y
también emplea unidades derivadas. En este caso m/s2.
2.2. Fuerza
Una fuerza es cualquier acción o influencia que al actuar sobre un objeto hace que cambie
su estado de movimiento. La fuerza es un vector, lo que significa que tiene módulo, dirección y
sentido. La fuerza más común en nuestra experiencia diaria es la fuerza de atracción de la Tierra
sobre un cuerpo. Esta fuerza se denomina peso del cuerpo.
La unidad SI de fuerza es el newton (N). Una fuerza de un newton hace que una masa de
un kilogramo experimente una aceleración de un metro por segundo por segundo (1m/s2).
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Las dos primeras leyes de Newton pueden considerarse como una definición general del
concepto de fuerza.
2.3. Presión
En algunas ocasiones el efecto que produce una fuerza depende de la superficie sobre la
cual se la aplica. Se llama presión ejercida por una fuerza sobre una superficie, al cociente entre
la fuerza y la superficie.
P = F / S
Al ser la unidad SI de fuerza el newton (N) y la unidad de superficie el metro cuadrado
(m²), la unidad SI de presión resulta ser newton sobre metro cuadrado (N/m²) o Pascal. El Pascal
(Pa) es la unidad SI de presión. Un pascal es la presión ejercida por una fuerza de 1 N sobre una
superficie de 1 metro cuadrado.
1Pa = 1 N / 1 m2
Por ejemplo, una fuerza de 200 N aplicada sobre un área de 10 m ejerce una presión de:
P = F /S = 200 N / 10 m² = 20 Pa
3. Trabajo, Potencia y Energía
El trabajo y la energía se encuentran entre los principales conceptos de la física y como
tales desempeñan un papel importante en nuestra vida diaria. En física el trabajo tiene una
definición precisa que difiere de la del uso cotidiano. Se realiza trabajo sobre un cuerpo cuando
se vence una resistencia al movimiento a lo largo de una distancia. Por ejemplo para subir un
mueble hasta un piso elevado, hay que vencer una resistencia (el peso P del mueble) a lo largo de
un trayecto (la altura d del piso). El trabajo T realizado es el producto de la fuerza P por la
distancia recorrida d.
Trabajo = Fuerza x Distancia
T = F x d
Como el trabajo se obtiene multiplicando la fuerza por la distancia, la unidad de trabajo -el
joule- se obtendrá multiplicando la unidad de fuerza por la unidad de longitud:
1 joule = 1 Newton x 1 metro
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Con el nombre de la unidad SI de trabajo se rinde homenaje al físico inglés James Joule
(1818 – 1889) cuyos trabajos experimentales esclarecieron los conceptos de trabajo y energía.
La potencia desarrollada por un hombre (o una máquina) es el ritmo al que éste produce
trabajo, es decir, el cociente entre el trabajo efectuado y el tiempo empleado en realizarlo.
P = T / t
Como la potencia es el cociente entre el trabajo y el tiempo,
Unidad de potencia = Unidad de trabajo = joule = watt ( W )
Unidad de Tiempo segundo
La unidad SI de potencia se llama así en honor a James Watt, físico escocés (1736 – 1819)
que realizó importantes estudios sobre el calor y la energía.
Íntimamente asociado al concepto de trabajo está el concepto de energía, que es la
capacidad de realizar trabajo. Cuando un sistema realiza trabajo sobre otro se transfiere energía
de un sistema al otro. Por ejemplo, cuando se empuja un trineo, el trabajo realizado se convierte
parcialmente en energía de movimiento del trineo, llamada energía cinética. Otra parte se
transforma en energía térmica, que surge de la fricción entre el trineo y la nieve.
3.1. Energía cinética
La energía cinética esta asociada al movimiento de un cuerpo y se relaciona con su masa y
velocidad. En primer término, la energía cinética que posee un cuerpo es directamente
proporcional a su masa. Si tenemos dos cuerpos moviéndose a la misma velocidad pero el
primero tiene una masa de 2 kg y el segundo de 8 kg, el último tiene cuatro veces mas energía
cinética pues su masa es cuatro veces mayor.
La energía cinética de un cuerpo es, además, directamente proporcional al cuadrado de la
velocidad. Si tenemos dos cuerpos de la misma masa y uno de ellos se mueve a 10 km/h y el otro
a 20 km/h, el último tiene cuatro veces mas energía cinética porque su velocidad es el doble (22 =
4).
3.2. Energía Potencial
La energía potencial es energía asociada a la posición de un cuerpo en un campo de
fuerzas, es decir, energía almacenada. Tomemos por ejemplo un cuerpo sujeto a un resorte.
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Cuando el resorte esta comprimido se dice que posee energía potencial: aunque no se manifiesta,
esta en “potencia”, puede llegar a manifestarse. Al soltar el resorte el cuerpo será acelerado por la
fuerza del resorte en expansión y la energía potencial será convertida en energía cinética.
3.3. Energía mecánica
La suma de la energía potencial mas la energía cinética de un cuerpo representa su energía
mecánica total. Existen muchas otras formas de energía que aún no hemos mencionado: térmica,
química, electromagnética, atómica, etc.
Puesto que la energía de un cuerpo es la capacidad para producir trabajo, un cuerpo tendrá
tanta energía como trabajo sea capaz de producir. La energía se medirá, pues, en las mismas
unidades con que se mide el trabajo (joule).
4. Notación Científica
El manejo de números muy grandes o muy pequeños se simplifica mucho utilizando
potencias de 10 o notación científica (recordar que 102= 100; 10
3= 1000, etc.). En esta notación
el número se escribe como el producto de un número comprendido entre 1 y 10 y una potencia
de diez, por ejemplo:
El número 12.000.000 se escribe 1,2 x 107;
La distancia entre la tierra y el sol es 150.000.000.000 m aproximadamente.
Se puede escribir de la forma 1,5 x 1011
m.
En el primer caso, la cifra 7 se denomina exponente. Cuando los números son menores que
1 el exponente es negativo:
0,01 se escribe 1 x 10 –2
.
El diámetro de un virus es aproximadamente igual a 0,00000001 m, que en
notación científica se escribe 1 x 10 –8
m.
Al multiplicar dos números entre sí los exponentes se suman, mientras que en la división se
restan. Estas reglas pueden comprobarse fácilmente en el siguiente ejemplo:
10² x 10³ = 100 x 1.000 = 100.000
10² x 10³ = 10 (2+3)
= 105
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5. Concepto de función
En matemáticas el término función es usado para indicar la relación o correspondencia
entre dos o más variables. Se caracteriza, en su forma más usual, por una variable y llamada
variable dependiente, cuyos valores son fijados o determinados de una forma definida según los
valores que se asignen a la variable independiente x. La expresión
y = f (x)
se lee “y es función de x”, e indica la interdependencia entre las variables x e y. Las funciones se
dan normalmente en forma explícita, como f (x) = x2 - 3x + 5, o f (x) = sen x; mediante una regla
expresada en palabras, como “f (x) es el primer entero mayor que x para todos aquellos x que
sean reales”; o en forma gráfica.
6. Prefijos para los múltiplos y submúltiplos de las unidades
Prefijo Símbolo Prefijo Símbolo
exa E 1018
deci d 10-1
peta P 1015 centi c 10-2
tera T 1012
mili m 10-3
giga G 109 micro μ 10-6
mega M 106
nano n 10-9
kilo k 103
pico p 10-12
hecto h 102
femto f 10-15
deca da 10 atto a 10-18
7. Logaritmos
7.1. Elevando números a potencia
Antes de definir logaritmos veamos ciertas relaciones matemáticas conocidas por todos.
¿Cuál es el cuadrado de tres? Rta.: 32 = 9
Elevamos un número a la segunda potencia (su cuadrado) y ha surgido un resultado. Ahora,
recordemos el nombre de los números componente de esta operación:
El número elevado (3) es llamado la base.
El número por el cual la base es elevada (2) es el logaritmo.
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El valor que da como resultado (9) es el antilogaritmo
32 = 9
base log. antilog.
7.2. Logaritmos en base 10
Cualquier número puede ser usado como base, pero en los cálculos usamos para describir
muchas de las magnitudes utilizadas en acústica y audio, la base 10 es la más común. Cuando
escribimos “log” casi siempre queremos significar “logaritmo en base 10 ”, o “log10 ”.
¿Cuál es el antilogaritmo de 2? Si asumimos que la base es 10, la respuesta será:
antilog10 2 = 100
Lo que realmente estamos expresando con “antilog10 2” es que el número 10 es elevado a la
potencia 2, por lo tanto la respuesta, el antilogaritmo, es 100 (102 = 100).
¿Cuál es el logaritmo de 1000? Rta.: log 1000= 3
El log en base 10 de 1000 es 3. Esto nos dice que 1000 es 10 elevado a la potencia 3
(103 = 10.10.10= 1000).
7.3. Otros logaritmos en base 10
¿Que hay acerca en la expresión de números que no son múltiplos de 10? Los logaritmos
también se encuentran aquí.
Por ej. ¿Cuál es el log de 50? log 10 50 =1,698970
Esto no dice que 10 elevado a la 1,698970 es 50. En otras palabras, 10 1,698970
= 50
En estos casos, si tenemos una calculadora científica, marcando 50 y presionando la tecla
“log” obtendremos directamente el resultado.
A esta altura podemos generalizar y proveer una ecuación relacionando el antilogaritmo y
el logaritmo.
log 10 A = L , donde A es el antilogaritmo y L es el logaritmo.
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Los logaritmos nos permiten relacionar números relativamente grandes con
números pequeños (por ejemplo, el log de 1.000.000.000 es 9).
Los logaritmos, como se verá a lo largo del desarrollo temático, describen de
manera aproximada la forma en la que el oído humano percibe la sonoridad y
la altura de un sonido. Como el oído evalúa niveles a lo largo de una escala
logarítmica, el decibel -una unidad logarítmica- nos resulta particularmente
útil.
PARA RECORDAR: Solo si el cociente entre las frecuencias de dos ondas a y b (a/b) tiene
como resultado un número racional (1), la suma de ambas señales originará una señal periódica.
La forma para determinar cuál será la periodicidad de la onda resultante es a través del Máximo
Común Divisor.
(1) Un número racional se puede expresar por medio del cociente entre dos números enteros
a y b. La expresión decimal de un número racional tiene una cantidad finita de dígitos o
una extensión decimal periódica (por ejemplo 2/3 = 0,666666666... o 0,6 periódico). Los
números irracionales no se pueden expresar por medio del cociente entre dos números
enteros, sus extensiones decimales son infinitas, por ejemplo o la raíz cuadrada de tres.
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(1er fragmento)Bolero
(Tempo di Bolero moderato assai. q=76 )
Partitura en Do
5Maurice Ravel
Fl.
Cor.
Tp.
Tamb.
Vl. 1
Vla.
Vc.
Cb.
5
Fl.
Cor.
Tp.
Tamb.
Vl. 1
Vla.
Vc.
Cb.
1 Solo
pp
p
3
sord. 1 Solo
mp
(pp)
3
Div.
pizz.
p
pizz.
p
(pizz.)
(p)
(pizz.)
(p)
(pizz.)
(p)
9
Fl.
Cor.
Tp.
Tamb.
Vl. 1
Vla.
Vc.
Cb.
13
Fl.
Cor.
Tp.
Tamb.
Vl. 1
Vla.
Vc.
Cb.
2
16 6Fl.
Cor.
Tp.
Tamb.
Vl. 1
Vla.
Vc.
Cb.
3
(2do fragmento)(Tempo di Bolero moderato assai. q=76 )
(Tempo di Bolero moderato assai. q=76 )
Partitura en Do
8
8
Maurice RavelBolero
Flauta 1
Piccolo 1
Piccolo 2
Clarinete bajo
Fagotes
Cornos 1
2
Tamb.
Celesta
Arpa
Violines 2
Violas
Violonchelos
Contrabajos
mp
3
pp
pp
mf
mf
mf
mf
3
mp
3
p
mf
Div.
(pizz.)
mf
(pizz.)
mf
(pizz.)
mf
(pizz.)
mf
(pizz.)
mf
4
Fl.
Picc. 1
Picc. 2
Cl. b.
Fgs.
Cor. 1
2
Tamb.
Cel.
Arp.
Vl. 2
Vla.
Vc.
Cb.
2
7
Fl.
Picc. 1
Picc. 2
Cl. b.
Fgs.
Cor. 1
2
Tamb.
Cel.
Arp.
Vl. 2
Vla.
Vc.
Cb.
3
11
Fl.
Picc. 1
Picc. 2
Cl. b.
Fgs.
Cor. 1
2
Tamb.
Cel.
Arp.
Vl. 2
Vla.
Vc.
Cb.
4
14
Fl.
Picc. 1
Picc. 2
Cl. b.
Fgs.
Cor. 1
2
Tamb.
Cel.
Arp.
Vl. 2
Vla.
Vc.
Cb.
5
17
Fl.
Picc. 1
Picc. 2
Cl. b.
Fgs.
Cor. 1
2
Tamb.
Cel.
Arp.
Vl. 2
Vla.
Vc.
Cb.
6
9
9
19
Fl.
Picc. 1
Picc. 2
Cl. b.
Fgs.
Cor. 1
2
1Tps. 2
3
Tamb.
Cel.
Arp.
Vl. 1
Vl. 2
Vla.
Vc.
Cb.
mf
4
(sord.)
mf
(sord.)
mf
mf
mf
(pizz.)
mf
(pizz.)
(pizz.)
7
21
Ob.
Ob. d'A.
C. i.
Cl. 1
2
Cl. b.
Fgs.
2
1Tps. 2
3
Tamb.
Arp.
Vl. 1
Vl. 2
Vla.
Vc.
Cb.
mf
mf
mf
mf
mf
8
25
Ob.
Ob. d'A.
C. i.
Cl. 1
2
Cl. b.
Fgs.
2
1Tps. 2
3
Tamb.
Arp.
Vl. 1
Vl. 2
Vla.
Vc.
Cb.
9
29
Ob.
Ob. d'A.
C. i.
Cl. 1
2
Cl. b.
Fgs.
2
1Tps. 2
3
Tamb.
Arp.
Vl. 1
Vl. 2
Vla.
Vc.
Cb.
10
33 10
10
Ob.
Ob. d'A.
C. i.
Cl. 1
2
Cl. b.
Fgs.
2
1Tps. 2
3
Tamb.
Arp.
Vl. 1
Vl. 2
Vla.
Vc.
Cb.
11