Movimiento Ondulatorio

PROBLEMAS DE FENÓMENOS DEL MOVIMIENTO OSTENSIBLE Y OCULTO DE LA MATERIA

M.C: Carlos Armando De la Vega Cobos                Tema: Movimiento Ondulatorio

Longitud de onda de un sonido musical

1.- Las ondas sonoras son ondas longitudinales en aire. La rapidez del sonido depende de la temperatura; a 20 °C, es de 344 m/s (1130 ft/s). Calcule la longitud de onda de una onda sonora en aire a 20 °C, si la frecuencia es de 262 Hz (la frecuencia aproximada del do medio de un piano).

Onda en un tendedero

2.- Su primo Morton está jugando con la cuerda para tender: desata un extremo, tensa la cuerda y mueve el extremo hacia arriba y hacia abajo sinosoidalmente, con una frecuencia de 2.00 Hz y una amplitud de 0.075 m. La rapidez de onda es v = 12.0 m/s. En t = 0, el extremo tiene desplazamiento positivo máximo y está en reposo instantáneamente. Suponga que ninguna onda rebota del extremo lejano para complicar el patrón. a) Calcule la amplitud, la frecuencia angular, el periodo, la longitud de onda y el número de onda. b) Obtenga una función de onda que la describa. c) Escriba las ecuaciones para el desplazamiento, en función del tiempo, del extremo que Morton sujeta y de un punto a 3.00 m de ese extremo.

Variar la Rapidez de una onda

3.- En el ejemplo anterior, la densidad lineal de masa de la cuerda para tender es de 0.250 kg/m. a) ¿Cuánta tensión debe aplicar Morton para producir la rapidez de onda observada de 12.0 m/s? b) Si la tensión se aumenta a cuatro veces el valor de a) pero la frecuencia sigue siendo 2.00 Hz ¿Qué longitud de onda tendrá la onda en la cuerda?

Cálculo de la rapidez de onda 

4.- Un extremo de una cuerda de nylon está atado a un soporte estacionario en la boca de un tiro de mina vertical de 80.0 m de profundidad (figura)  a cuerda está tensada por una caja de muestras de minerales de 20.0 kg atada al extremo inferior. La masa de la cuerda es de 2.0 kg. El geólogo que está hasta abajo envía señales a su colega de arriba tirando lateramente de la cuerda  a) calcule la rapidez de una onda transversal en la cuerda b) Si a un punto de la cuerda se imparte un movimiento armónico simple transversal con frecuencia de 2.00 Hz ¿Cuántos ciclos habrá en la cuerda?

Potencia de una onda

5.- En los dos ejemplos anteriores, ¿con qué rapidez máxima aporta Morton energía a la cuerda? Es decir, ¿Cuál es su potencia? B) Al cansarse Morton, la amplitud disminuye. Calcule la potencia cuando la amplitud ha bajado a 7.50 mm

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