Es momento de hacer un resumen general de los cubiertos en el curso. En las siguientes secciones haremos un breve recorrido por las 13 lecciones anteriores, con el fin de afianzar nuestros conocimientos.

La Ciencia

Iniciamos nuestro recorrido por el mundo del audio sentando firmes bases teóricas para el análisis científico del sonido. La ciencia busca explicar los comportamientos observados en nuestro entorno por medio de modelos, teorías, leyes y principios.

Modelo: es una simplificación que nos permite visualizar y comprender de mejor manera un fenómeno complejo.

Ley: es una descripción concisa de nuestro entorno, la cual se refiere a las reglas preexistentes que todo proceso natural sigue. Las leyes suelen ser expresadas en ecuaciones matemáticas.

Teoría: es una posible explicación para patrones de comportamiento observados en la naturaleza. Las teorías son respaldadas por evidencia científica. Son más extensas que las leyes, pues a menudo involucran una serie de fenómenos interrelacionados, por lo que no pueden ser expresadas como fórmulas matemáticas.

Principio: es similar a una ley, no obstante, un principio es válido únicamente bajo circunstancias específicas. 

Cantidades y Unidades

Existen cantidades fundamentales y derivadas. Las cantidades fundamentales son aquellas que no pueden ser definidas sino por la unidad en la que se miden, las unidades fundamentales: metro, kilogramo, segundo y amperio, que miden la distancia, masa, tiempo y corriente, respectivamente.

Exactitud, Precisión e Incertidumbre

La exactitud se refiere a qué tanto se acercan los valores obtenidos de manera experimental al valor teóricamente aceptado como correcto. Por su parte, la precisión se refiere al grado de cercanía entre las distintas mediciones de un experimento, realizadas bajo las mismas condiciones. Finalmente, la incertidumbre hace referencia a un margen de error, un rango dentro del cual se indica que podría encontrarse el valor real. La incertidumbre es determinada por las capacidades de los instrumentos de medición.

Variables y Constantes

En todo experimento existe una variable independiente, una variable dependiente, y múltiples constantes. La variable independiente es aquella cuya influencia en la variable dependiente deseamos determinar. Las constantes son factores que podrían influir en la variable dependiente, por lo que deben mantenerse, precisamente, constantes.

Cinemática

En la segunda lección hicimos un estudio de los conceptos básicos de la cinemática, definiendo la diferencia entre magnitudes escalares y vectoriales. Una magnitud escalar no indica un sentido, mientras que la magnitud vectorial sí lo hace.

La posición es una magnitud que hace referencia a la ubicación de un objeto en el espacio en un momento determinado. El desplazamiento es el cambio de posición de un objeto. Por lo tanto, es una magnitud vectorial.

La rapidez es el cociente de la distancia recorrida entre el tiempo transcurrido. Podemos decir que la rapidez es lo mismo que la velocidad, con la salvedad que la primera es una magnitud escalar, mientras que la segunda es vectorial.

Por su parte, la aceleración es el ritmo al que cambia la velocidad de un objeto.

Movimiento y Energía

Posteriormente, en la semana tres, estudiamos las dos leyes de Newton que explican el movimiento de un objeto, relacionando su aceleración y su masa, e introduciendo el concepto de fuerza. Por su parte, la fuerza luego da paso a conceptos como el trabajo y la potencia.

La primera Ley de Newton dicta que todo objeto tiende a mantener su estado, ya sea de reposo o movimiento. Por su parte, la segunda Ley de Newton dicta que la fuerza es igual a la masa por la aceleración. Es decir, si hay un cambio en el movimiento de un objeto, debe existir una fuerza externa que provocó dicho cambio.

Figura 14.19: Segunda Ley de Newton

De aquí se obtiene la unidad Newton, que expresa la fuerza requerida para que un objeto de un kilogramo acelere a un ritmo de un metro por segundo al cuadrado (Figura 14.20).

Figura 14.20: La unidad Newton:

En este punto, introdujimos el concepto de energía y lo definimos como la capacidad de realizar trabajo. Por su parte, el trabajo equivale a la fuerza multiplicada por la distancia, por el coseno del ángulo formado entre el vector de la fuerza y el del desplazamiento (Figura 14.21). La unidad resultante es el Joule, equivalente a Newton por metro.

Figura 14.21: Trabajo

La potencia, a su vez, es el ritmo al que se realiza un trabajo. Por lo tanto, es el cociente entre la potencia y el tiempo (Figura 14.22). La unidad resultante es el Watt, equivalente a Joule sobre segundo.

Figura 14.22: Potencia