GUIA: ONDAS Y SONIDO

1. Calcular la longitud de onda que emite una fuente sonora si su frecuencia es de 1200 Hz.

Sol. 0,28 m

2.      Un pescador observa que el corcho de la caña realiza 40 oscilaciones por minuto, debidas a unas olas cuyas crestas están separadas 60 cm. ¿Con qué velocidad se propaga la onda?

Sol. 0,4 m/s

  3.      Escriba la ecuación de una onda armónica que se propaga en sentido positivo del eje X con una velocidad de 10 m/s, amplitud de 20 cm y frecuencia de 100 Hz

Sol. y = 0,2 sen 2 (10x -100t)

  4.      En la siguiente onda: Y = 0,2 sen (10x - 20t) (m) Calcular:

a)      Longitud de onda

b)      Velocidad de propagación

Sol. = /5 m y v = 2 m/s

5.      La ecuación de una onda sonora plana es: y = 6 10-6 sen (1900 t + 5,72 x) (m)

Calcula la frecuencia, la longitud de onda y la velocidad de propagación.

Sol. f = 302,5 Hz ; = m y v = 332 m/s

6. Para poder detectar objetos mediante ondas, la longitud de onda ha de ser como máximo del orden de la dimensión del objeto. ¿Cuál debe ser la frecuencia de los ultrasonidos de un murciélago para detectar insectos de 1 mm? (Velocidad del sonido en el aire = 340 m/s)

Sol. 3,4 105 Hz

7.     Los delfines emiten ultrasonidos de 2,5 105 Hz ¿Qué grosor máximo deben tener las cuerdas de una red para que no la detecten los delfines? (Velocidad del sonido en el agua = 1500 m/s)

Sol. 6 mm

 8.      ¿A qué distancia de una roca reflectora se halla un cazador que oye el eco tres segundos después del disparo?

Sol. 510 m

9.      Un sonido tiene una intensidad de 10-8 w/m2 ¿Cuál es su nivel de intensidad?

Sol. 40 dB

10.      Una ventana cuya superficie es de 1,5 metros cuadrados está abierta a una calle cuyo ruido produce un nivel de intensidad de 65 dB. ¿Qué potencia acústica entra por la ventana?

Sol. 4,74 10-6 W

11. Una onda se produce con una amplitud de 10 cm, una frecuencia de 50 Hz y una longitud de onda de 70 cm, la constante de fase es de 40º. Determine

a) la velocidad de la onda b) el número de onda y la frecuencia angularc) la función de ondad) la posición inicial Yo

e) la posición para x=30 cm y t=1,2 s

Sol: 35m/s; 8,98 rad/m y 314,2 rad/s; Y=0,1 sen(515x-18002t-40) m; Yo=0,06 m;Y=0,09 m

12.- Una onda senoidal en una cuerda se describe por medio de

y= 0,51 sen (kx – t) cm,

con k=3,1 rad/cm y = 9,3 rad/s. ¿Qué distancia se mueve la cresta en 10 s? ¿se mueve en la dirección x positiva o negativa? (Sol: 3 m/s; hacia la derecha)

13.- Calcule el nivel sonoro en dB de una onda sonora que tiene una intensidad de 4,0x10-4W/m2. (Sol: 86 dB)

14.- Un carro de bomberos se mueve hacia la derecha con una velocidad de 40 m/s y su sirena emite una onda de 500 hz. Delante de él un automóvil se mueve hacia la derecha a una velocidad de 30 m/s y una camioneta se encuentra detenida.

a) determine la frecuencia que reciben los pasajeros del automóvil y la camioneta (Sol: 517 Hz y 567 Hz)

15.- La frecuencia fundamental de un silbato de tren es de 300Hz y la velocidad del tren es de 20,0 m/s. En un día en que la temperatura ambiente es de 20ºC ¿Qué frecuencia escuchará un observador en la estación que ve que el tren se aleja? (Sol: 283 Hz)

16.- Una ambulancia se mueve de derecha a izquierda a 15 m/s. Su sirena tiene una frecuencia de 600 Hz en reposo. Un automóvil avanza hacia la ambulancia a 20 m/s. ¿Qué frecuencia escucha el conductor del automóvil

a) antes de que se encuentren (solucion665hz)b) después de que se encontraron (solucion541hz)

17. Calcular el ángulo de incidencia de un rayo luminoso que al pasar del aire a la parafina, cuyo índice de refracción es 1,43, forma un ángulo de refracción de 20°.

Respuesta: 29°

18. Se coloca un objeto a 5 cm del vértice de un espejo cóncavo. Si el radio de curvatura del espejo es de 24 cm ¿a qué distancia del espejo se forma la imagen?, ¿es real o virtual?.

Respuesta: 8,57 cm virtual

19. La imagen obtenida mediante un espejo esférico cóncavo está a 8 cm del espejo. Si el objeto se encuentra a 24 cm del mismo, ¿cuál es el radio de curvatura del espejo?.

Respuesta: 12 cm

20. El radio de curvatura de un espejo esférico cóncavo es de 50 cm, si se colocara un objeto a 30 cm del espejo, ¿cuál es la distancia objeto-imagen?.

Respuesta: 120 cm

21. Frente a una lente convergente de 20 cm de distancia focal y sobre su eje se coloca un objeto, calcular la distancia objeto-lente para que la distancia imagen-lente sea el doble.

Respuesta: 30 cm

22. Un objeto está situado a 0,6 m de una lente convergente cuya distancia focal es de 0,3 m. ¿A qué distancia se forma la imagen?.

Respuesta: 0,6 m