Analicemos un ejemplo en el cual se graficará la posición, la velocidad y la rapidez del cuerpo en movimiento en relación con el tiempo.
Primero, veamos cómo cambia la posición del objeto. El objeto saldrá de la posición cero metros, llegará a la posición cuatro metros luego de cuatro segundos, y finalmente volverá a la posición cero metros, pasados otros cuatro segundos (Figura 2.20).
Figura: Ilustración del ejemplo
Si graficamos la posición del objeto en relación con el tiempo, obtenemos el siguiente gráfico (Figura 2.21). La posición del objeto cambia, hasta llegar a cuatro metros luego de cuatro segundos. En ese punto, el objeto se desplaza de vuelta al punto inicial, por lo que la curva vuelve a disminuir hasta llegar a cero, luego de ocho segundos.
Figura: Gráfico de posición contra tiempo
¿Cómo varÃa la velocidad del cuerpo a lo largo del tiempo? En el gráfico de posición contra tiempo, observamos lÃneas rectas. Esto significa que no hubo cambios en la magnitud de la velocidad, únicamente hubo un cambio en su sentido. Una vez que el objeto llega a la posición de cuatro metros, su velocidad cambia de sentido instantáneamente de un metro por segundo a menos un metro por segundo (Figura 2.22).
Figura: Gráfico de velocidad contra tiempo
Si bien el sentido del movimiento cambia, la rapidez es constante. El cuerpo se movió en sentidos opuestos, pero siempre con una rapidez de un metro por segundo (Figura 2.23).
Figura: Gráfico de rapidez contra tiempo
Acústica: velocidad y rapidez del sonido
Veamos un ejemplo simplificado en el ámbito ingenieril. Este tipo de análisis y cálculos se ejecutan al estudiar el comportamiento acústico del sonido en un espacio cerrado. Una onda de sonido es emitida en una posición especÃfica del cuarto. Llamémosla cero metros, al igual que el ejemplo anterior. Considerando que la velocidad del sonido en el aire es de 344 m/s, la onda se desplaza durante 11.6 milisegundos hasta llegar al lÃmite del cuarto, alcanzando la posición cuatro metros. Dependiendo de las caracterÃsticas de la pared, la onda de sonido podrÃa rebotar, ser absorbida o difuminada. Supongamos que el rebote es limpio, disipando una mÃnima cantidad de energÃa al ocurrir. La onda entonces se desplaza durante 11.6 milisegundos nuevamente y regresa a la posición cero metros (figura 2.24).
Figura: Ilustración del ejemplo
En este ejemplo especÃfico, el ingeniero hace modificaciones en el sistema de audio, considerando que el sonido emitido en la posición cero metros regresará pasados aproximadamente 23 milisegundos. Por ejemplo, si la posición cero metros es el escenario, los inconvenientes acústicos provocados por el rebote de la onda de sonido y su retorno a la zona del escenario se producirán 23 milisegundos después de emitido el sonido. Sobresalientemente, los loops de realimentación o feedback.
El sonido emitido por los altavoces para la audiencia rebotará en la pared, regresando al escenario e ingresando al sistema a través de los micrófonos y saliendo nuevamente por los altavoces. Esta realimentación del sonido produce un ruido caracterÃstico que aumenta exponencialmente y puede no solo afectar el equipo de audio, sino provocar daños auditivos.
Al comprender estos factores, el ingeniero debe tomar decisiones para evitar que el rebote de la onda de sonido realimente los micrófonos sin afectar el volumen que emite el sistema de sonido a la audiencia.
Comprender los cambios en posición, velocidad y rapidez permite al ingeniero de sonido hacer todo tipo de cálculos y tomar acciones similares al ejemplo anterior, para predecir el comportamiento del sonido tanto en el espacio cerrado como en el abierto, incorporando toda una gama de factores adicionales para obtener cifras precisas que le ayudan a implementar un diseño óptimo del sistema de sonido.
