¿Por qué el sonido no se mueve a través de una pared?

Question

Estoy aprendiendo un poco sobre el sonido y me preguntaba:

Si la velocidad del sonido está determinada por la cantidad de materia que rodea la fuente, ¿por qué no atraviesa una pared?

Ejemplo:

La velocidad del sonido en el aire es de 343 m/s pero en el agua se mueve a 1500 m/s debido al aumento de la materia que lo rodea. Y dado que el hierro tiene una materia más densamente empacada, se mueve aún más rápido porque está moviendo la materia para mover las vibraciones.

Si esto es cierto, ¿por qué no atraviesa el sonido las paredes? ¿Es porque pierde su "fuerza" por la distancia que recorre?

Answer 1

El sonido no atraviesa las paredes? Por favor, dile a mi vecino.

En electromagnetismo, un medio tiene una propiedad llamada "impedancia" que está relacionada con el índice de refracción y la velocidad de las ondas en el medio. En una interfaz entre dos medios, las impedancias relativas determinan cuánta de una onda entrante se transmite o se refleja, de modo que toda la potencia de la onda entrante va a algún lugar. En una interfaz "con impedancias coincidentes", el coeficiente de reflexión tiende a cero. En cables de señal y guías de ondas para ondas electromagnéticas, esto lleva a las personas a agregar "resistencias terminales" en varios lugares, para que una señal entrante no se refleje de nuevo desde una unión de cables. Por otro lado, en una unión con una impedancia mal-coincidente, el coeficiente de reflexión generalmente no es cero y no toda la potencia se transmite.

Puedes hacer el mismo tipo de análisis para las ondas de sonido que se mueven de un medio a otro. Los coeficientes de reflexión y transmisión pueden depender también de la frecuencia de la onda, por eso mi vecino se queja cuando tengo la música demasiado alta: pueden escuchar perfectamente los sonidos graves de baja frecuencia a través de la pared, pero los componentes de alta frecuencia (que necesitarían para seguir la letra) no les llegan.

Answer 2

Sí lo hace.

Hay un concepto importante en el aislamiento acústico llamado ruido lateral. Hay varias fuentes, pero la más común es el sonido transmitido a través de alguna estructura sólida (paredes, vigas del techo, marcos de puertas y ventanas, etc.) hacia el área insonorizada. Este es un problema importante para el aislamiento acústico, y es uno de los problemas más difíciles de resolver porque es difícil aislar completamente una habitación de su entorno.

También conduce a problemas interesantes en edificios de múltiples ocupantes. Un amigo mío solía vivir en una hilera de casas adosadas de nueva construcción que habían sido construidas con vigas de soporte continuas que se extendían entre las casas (en lugar de tener paredes sólidas de "ala" entre ellas, como es habitual en las casas adosadas más antiguas). El resultado fue que un vecino ruidoso en el extremo opuesto de la hilera todavía se podía escuchar claramente en la casa de mi amigo. Muchos pisos tienen problemas similares, con el sonido transmitido a través de la estructura de hormigón. Cualquier material denso y rígido transmite el sonido de manera bastante efectiva.

Aunque estos materiales denso y rígidos son buenos para transmitir el sonido a lo largo de sí mismos de un extremo a otro, no son tan buenos para emitir el sonido en el aire. Para que lo escuchemos, o bien tenemos que estar cerca o tocando la estructura misma, o la estructura tiene que hacer que el aire vibre. Una pared plana de ladrillo no es muy buena para vibrar, aunque por supuesto lo hará hasta cierto punto. Sin embargo, si se coloca una placa de yeso (rockwall) en esa pared, su placa de yeso se convierte en una "placa de sonido" de la misma manera que la parte superior de una guitarra. El marco de tu cama puede hacer lo mismo, por eso puedes escuchar los sonidos transmitidos por la construcción con más claridad cuando estás acostado en la cama.

Si deseas evitar que esto suceda, es bastante viable. La pared plana de ladrillo no es buena para poner energía en el aire. Si tu pared de placa de yeso no está físicamente conectada a la pared de ladrillo delante de ella, el sonido tiene que ser transmitido al aire en el espacio entre ellos, a la placa de yeso, y de vuelta al aire en el otro lado. Cada paso es ineficiente, por lo que terminas con una habitación más silenciosa.

No olvides el ruido lateral sin embargo. Mientras has detenido el sonido que viene a través de la pared, el sonido también sube por la pared hacia el techo y baja por la pared hacia el suelo - ¿y tu pared de placa de yeso en el interior tiene que estar fijada a algo, verdad? Entonces el sonido entra de esa manera en su lugar. No tanto, pero aún lo suficiente como para ser significativo.

Por lo tanto, una habitación aislada acústicamente correctamente no se une a nada. La habitación aislada se construye como una caja aislada, sin conexiones con el exterior en las paredes o el techo. Hay puertas separadas para la habitación interior y exterior con un vestíbulo en medio, para que el sonido no pueda atravesar los marcos de las puertas. Y en el suelo, la caja se apoya en algún tipo de soportes elásticos (caucho de neopreno para construcciones más baratas y pequeñas, o resortes de automóvil para instalaciones profesionales más grandes) que transmiten la menor cantidad de sonido posible del suelo de la habitación exterior al suelo de la habitación interior.

Answer 3

Las ondas sonoras son simplemente oscilaciones de presión; cuando golpean una superficie, son o reflejadas, transmitidas o absorbidas. Cuando son transmitidas, las escucharás al otro lado.

Según Wikipedia, en cuanto a la absorción acústica:

La deformación causa pérdidas mecánicas mediante la conversión de parte de la energía sonora en calor, lo que resulta en atenuación acústica, principalmente debido a la viscosidad de la pared.

La fracción del sonido absorbido está gobernada por las impedancias acústicas de ambos medios y es una función de la frecuencia y del ángulo incidente.

En general, materiales blandos, flexibles o porosos (como telas) funcionan como buenos aislantes acústicos, absorbiendo la mayoría del sonido, mientras que materiales densos, duros e impenetrables (como metales) reflejan la mayoría.

Entonces, las paredes reflejarán las ondas sonoras, así como las absorberán. La efectividad de esto depende de las propiedades del material de la pared, así como de la frecuencia del sonido (las frecuencias bajas viajan mucho más fácilmente a través del contrachapado, por ejemplo).