PROBLEMAS DE ONDAS Y SONIDO

PROBLEMAS DE  ONDAS Y SONIDO

1. Un hilo de acero 7,0 m  de largo  tiene una masa de 100 g y está sometido a una tensión de 900 N. ¿Cuál es la velocidad de un pulso de onda  transversal en este hilo?  (250 m/s)

1. El cable de un telesquí de 80 kg de masa asciende 400 m por la ladera de una montaña. Cuando el cable recibe un golpe transversal en un extremo, el pulso de retorno se detecta 12 segundos después. (a) ¿Cuál es la velocidad de la onda? (b) ¿Cuál es la tensión del cable? a ) 67 m/s , b) 890 N
2. Uno de los extremos de una cuerda de 6 m de largo se  mueve hacia arriba y abajo con un movimiento armónico simple de frecuencia cíclica 60 Hz. Las ondas alcanzan el otro extremo de la cuerda en 0,5 s. Hallar la longitud de onda de las ondas en la cuerda. ( 0,2 m)

1. Una onda armónica se mueve a lo largo de una cuerda uniforme e infinita bajo tensión constante. La cuerda está marcada a intervalos de 1 m. En la marca 0 m, se observa que la cuerda alcanza un desplazamiento máximo de 50 cm cada 5 s. La distancia entre máximos en un instante de tiempo cualquiera es de 50 m. Encontrar la expresión de su función de onda suponiendo que es armónica, que tiene su desplazamiento máximo en  x = 0 cuando t = 0, y que se está moviendo a lo largo de la cuerda de izquierda a derecha.

1. Una cuerda fija por ambos extremos tiene 3,0  m de largo. Resuena en su segundo armónico a una frecuencia de  60 Hz. ¿Cuál es la velocidad de las ondas transversales en ella?   ( v = 180 m/s )

1. La longitud de la cuerda  Si en una cierta guitarra es de 600 mm. Vibra a 247 Hz. (a) ¿Cuál es la velocidad de las ondas transversales sobre la cuerda? (b) Si su densidad másica lineal es de 0,010 g/cm,  ¿cuál será su tensión cuando esté afinada?  (a) 296 m/s  (b) 87,6 N

1. Un tubo de órgano tiene 2 m de longitud. ¿Cuáles serán las frecuencias de su nota fundamental y de sus dos primeros sobretonos si tiene un extremo abierto y otro cerrado?¿y si tiene los dos extremos cerrados?

1. En una cierta cuerda existen 3 frecuencias sucesivas de 75, 125, y 175 Hz. (a) ¿Corresponden a una cuerda fija por los dos extremos o a la cuerda fija por un extremo? (b) ¿Cuál es su frecuencia fundamental? (c) ¿qué armónicos son esas frecuencias de resonancia? (d) Si la velocidad de las ondas transversales en la cuerda es 400  m/s, hallar su longitud.

1. Calcular la velocidad del sonido en gas hidrógeno  para T = 27 º C (Tomar M = 2,0  g/mol y γ = 1,4.)

1300 m/s

1. ¿Cuál es el nivel de intensidad en decibelios correspondiente a una onda sonora  (a) de intensidad 10-10 W/m2, (b) de intensidad 10-2 W/m2?  (a)  20 dB   (b) 100 dB

1. ¿Qué fracción de la potencia acústica de una señal deberá eliminarse para disminuir su nivel de intensidad sonora de 90 a 70 dB?

1. Una fuente emite un sonido de 200 Hz, y la velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s. La fuente se mueve con una velocidad de 80 m/s  respecto al aire en reposo hacia un oyente estacionario. (a) Hallar la longitud de onda del sonido entre la fuente y el que la escucha. (b) Hallar la frecuencia oída por el oyente (a) 1,3 m (b) 260 Hz

1. Una fuente emite un sonido de 300 Hz, y la velocidad del sonido en el aire es de 340 m/s. La fuente está en reposo y el observador se mueve con una velocidad de 80 m/s  hacia la fuente, además un viento de 20 m/s sopla del observador a la fuente. (a) Hallar la longitud de onda del sonido entre la fuente y el que la escucha. (b) Hallar la frecuencia oída por el oyente.

14. - El coeficiente de absorción de la luz visible (λ ≈ 0,5 μm) en el agua de mar es α = 0,05 m-1. Calcúlese (a) la fracción de luz solar que llega a una profundidad de 1 m (b) 10 m (c) 50 m (d) la “profundidad de penetración”, es decir, aquella profundidad d para la que la intensidad se ha reducido a una fracción igual a 1 % de la intensidad incidente.

Cuestión 10.- Un rayo de luz atraviesa un prisma de vidrio (n = 1,5) cuyas caras forman un ángulo de 60º. En el interior del prisma, el rayo es perpendicular a la bisectriz. ¿Cuál es el ángulo de incidencia?

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