* Propiedades del material: El módulo de Young (una medida de rigidez) y densidad del sólido afecta significativamente la velocidad del sonido. Los materiales más rígidos y más densos generalmente tienen velocidades de sonido más altas.
* Modo de vibración: El sonido en sólidos puede viajar en diferentes modos, como longitudinal (ondas de compresión) y transversales (ondas de corte). Cada modo tiene una velocidad diferente y, por lo tanto, una frecuencia diferente para una longitud de onda dada.
* forma y tamaño del sólido: La geometría del objeto puede influir en las frecuencias resonantes (frecuencias naturales en las que el objeto vibra fácilmente).
Aquí hay un desglose:
* ondas longitudinales: Estos viajan a través de la compresión y la expansión del material. La velocidad de las ondas longitudinales en un sólido viene dada por:
* v =√ (e/ρ)
* donde v es la velocidad, e es el módulo de Young, y ρ es densidad.
* ondas transversales: Estos viajan a través del cizallamiento, o el cambio de partículas de material perpendiculares a la dirección de la propagación de ondas. La velocidad de las ondas transversales viene dada por:
* v =√ (g/ρ)
* donde g es el módulo de corte y ρ es densidad.
La frecuencia del sonido (f) está relacionada con la velocidad (v) y la longitud de onda (λ) por:
* f =v/λ
Por lo tanto, la frecuencia del sonido en los sólidos está determinada por las propiedades del material, el modo de vibración y la longitud de onda específica de la onda de sonido.
Ejemplos:
* El sonido viaja más rápido en acero que en caucho porque el acero tiene un módulo y densidad de Young más altos.
* Una varilla de acero larga y delgada tendrá diferentes frecuencias resonantes que una varilla de acero corta y gruesa debido a sus diferentes geometrías.
nota:
* El concepto de "frecuencia de sonido en sólidos" no es tan simple como la frecuencia del sonido en el aire, ya que los sólidos pueden soportar múltiples modos de vibración.
* Para aplicaciones específicas, deberá considerar las propiedades específicas del material y el modo de vibración deseado.
