PRIMER PROBLEMARIO DE FÍSICA DE ONDAS.

Resuelve correctamente, desarrollando todo el proceso de solución, incluir todos los posibles parámetros físicos que aparezcan de importancia, dar cuenta explicita de la hipótesis realizada y explicar las razones de todo hecho de los siguientes EJERCICIOS.

1. Un alambre de acero de 2m de largo tiene una masa de 20 gr. Y está sometida a una tensión de 1000 N. ¿Cuál es la velocidad de propagación de una onda transversal en el alambre?

2. Halle la velocidad de una onda longitudinal en el aire con condiciones normales de temperatura y presión. En el sistema ingles el peso especifico del aire es 0.0806 lb/pie3. (Sugerencia: CP= 0.2375 y Cv=0.1689)

3. a) A la temperatura e 27oC, ¿en cuántos m/seg aumentara la velocidad del sonido en el aire por cada grado centígrado que se eleve la temperatura?(Indicación: Calcule dV en función de dT y remplace los diferenciales por incrementos finitos).b) ¿Qué le sucede, a cualquier temperatura, a la relación AV/AT?

4. ¿Cuál debe ser la fatiga (F/A) de un alambre estirado de un material cuyo modulo de Young es Y, para que la velocidad de las ondas longitudinales sea igual a 100 veces la velocidad de las ondas transversales?.

5. La velocidad de las ondas longitudinales en el agua es de 1450 m/seg a 20oC. Calcule la compresibilidad adiabática (1/Bad) del agua y compárela con la compresibilidad isoterma.

6. Siempre que la amplitud sea lo suficientemente grande, el oído humano puede percibir ondas longitudinales comprendidas en un intervalo de frecuencia de 20 a 20 000 vibraciones por segundo. Calcule las longitudes de onda correspondientes a estas frecuencias:a) Para las ondas en el aire.b) Para las ondas en el gas.

7. A la temperatura de 27oC, ¿Cuál es la velocidad de las ondas longitudinales:a) Para el Heliob) En el Hidrogenoc) Compárelas con la velocidad del aire a la misma temperatura.

8. ¿Cuál es la diferencia entre las velocidades de las ondas longitudinales en el aire a -3oC y a 27oC?.

9. ¿A que tensión se debe someter a un alambre de sección transversal de 10 cm2 para que la velocidad de las ondas longitudinales y transversales sea la misma? El Modulo de Young para el estaño es de 9.1xa011 dinas/cm3. ¿Es posible realizarlo?.

10.La ecuación de una onda transversal de una cuerda es y=1.5sen3.1416 (0.55-90t). Halle:a) La longitud de ondab) La frecuenciac) El Periodod) La velocidad de propagación cuando y & x se dan en centímetros y

t en segundos.11.¿Cuál es la velocidad de una onda transversal en una cuerda de 0.5 m

de largo y que pasa 0.02 kg si la tensión es de 0.04 N?.12.Un alambre de metal pesa 2x10-3 kg y se tensa por medio de un peso

de 5 kg. ¿Cuál es la frecuencia de su tono fundamental y de su primer y segundo sobre tonó?

13.La ecuación de una onda transversal que viaja a lo largo de una cuerda está dada por:Y=(2.30x10-3)sen(18.2x-588t)Donde x & y están en metros y t en segundos. Halle:a) La amplitudb) La frecuencia c) La velocidadd) La longitud de la ondae) La velocidad transversal máxima de una partícula de la onda.

14.Calcule la velocidad de una onda transversal en una cuerda de 2.15 m de longitud y 62.5 gr de masa bajo una tensión de 487 N.

15.La velocidad de onda de una cuerda es 1 de 72 m/s cuando la tensión es de 123 N. ¿En que valor deberá ser aumentada la tensión con objeto de elevar la velocidad de la onda a 180 m/s?

16.La ecuación de una onda transversal de una cuerda es y=1.8sen (23.8+317t), donde x esta en metros, y está en milímetros, y t en segundos. La cuerda está sometida a una tensión de 16.3 N. Halle la densidad de masa lineal de la cuerda

17.La ecuación de una onda transversal que viaja a lo largo de una cuerda muy larga está dada por: y=6.0sen (0.020pix+4.0pit), donde x & y están expresados en cm y t en seg. Calcule:a) La amplitudb) La longitud de ondac) La frecuenciad) La velocidade) La dirección de propagación de la onda yf) La velocidad transversal de propagación de una partícula de la

cuerda.