Guia 4 , 1S 2015

UNIVERSI UNIVERSIDAD DAD T CNICA CNICA FEDERIC FEDERICO O SANTA SANTA MAR A DEPARTAMENTO DE FÍSICA

GUIA DE EJERCICIOS N°4 FISICA GENERAL III (FIS 130) ONDAS LONGITUDINALES

1.

Una onda longitudinal que se propaga en un tubo lleno de agua tiene una intensidad de 3,00 10 − [ ⁄ ] y su frecuencia es de 3400 []. a) Calcule la amplitud A y la longitud de onda λ  para  para esa onda. La densidad del agua es de 1000[ 1000[⁄ ] y su módulo de volumen es de 2,18 10  [] ].  b) Si el tubo está lleno con aire a una presión de 1,00  10  [] ] y la densidad es de 1,2[ 1,2[⁄ ] ;¿qué amplitud A y longitud de onda λ tendrá una onda longitudinal con la misma intensidad y frecuencia que en el inciso a)? c) En qué fluido es mayor la amplitud, ¿en agua o en aire ( argumente físicamente )? Calcule la razón entre ambas amplitudes.

2.

a) ¿En qué factor debe aumentarse la intensidad del sonido para aumentar 19,0 dB el nivel de intensidad del sonido?  b) Explique por qué qué no necesita conocer conocer la intensidad intensidad original del sonido. sonido.

3.

Cierto tubo produce una frecuencia fundamental de 262 Hz en aire. a) Si el tubo se llena con helio a la misma temperatura, ¿qué frecuencia fundamental producirá? (La masa molar del aire es de 28.8 g/mol, y la del helio, de 4.00 g/mol.)  b) ¿Su respuesta al inciso inciso a) depende de de si el tubo está abierto abierto o cerrado? ¿Por ¿Por qué?

4.

Dos parlantes   y , están separados por una distancia de 3 [] ¡.  ¡ . Ambos parlantes emiten sonido en fase, con frecuencia 500 [] ]. Considerando que el sonido se propaga a 340 [⁄] a) ¿A qué distancias respecto del parlante B y a lo largo de la recta a 60º con la dirección que une a ambos  parlantes se detectan detectan mínimos de de intensidad de sonido, debido a interferencia destructiva? destructiva?  b) ¿Cuáles son los valores máximos y mínimos para esa distancia?

 = 3 [ ] 60º



1



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5.

Dos altavoces, A y B, son alimentados por el mismo amplificador y emiten ondas senoidales en fase. B está 12.0 m a la derecha de A. La frecuencia de las ondas emitidas por los altavoces es de 688 Hz. Imagine que está  parado entre los altavoces, sobre la línea que los une, y está en un punto de interferencia constructiva. ¿Qué distancia deberá moverse hacia el altavoz B, para estar en un punto de interferencia destructiva?

6.

Si la sirena se está alejando del receptor con una rapidez de 45 m/s y e l receptor se mueve hacia la sirena con una rapidez de 15 m/s ¿qué frecuencia oye el receptor? (para el ejercicio 9, 10 y 11 realice un análisis puramente lógico y evite el uso de herramientas que mecanicen el procedimiento).

7.

Dos silbatos de tren, A y B, tienen una frecuencia de 392 Hz. A está estacionario y B se mueve a la derecha (alejándose de A) a 35.0 m/s. Un receptor está entre los dos trenes y se mueve a la derecha a 15.0 m/s, como muestra la figura. No sopla el viento. Según el receptor, a) ¿qué frecuencia tiene A? b) ¿Y B? c) ¿Qué frecuencia del pulso detecta el receptor?

8.

Dos camiones de bomberos acuden desde el este y el oeste a apagar un incendio situado entre ellos. Ambos camiones circulan a 80 km/h y hacen sonar sus sirenas a 600 Hz. Un viento de 50 km/h sopla del este al oeste. ( use principios básicos de relatividad ) a) ¿Con qué frecuencia escucha las sirenas un observador situado en el punto intermedio?  b) ¿Con qué frecuencia frecuencia escucha cada conductor la sirena del del otro camión? camión?

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RESPUESTAS DE LA GUIA

1.

a.   = 9,4 ∙ 10−[]

 = 0,43 0,434[ 4[] ] b. ´ = 6,68 ∙ 10−[]  = 0,08 0,084[ 4[] ] c. 2.

3.

´ 

= 71,1

a. Se debe aumentar en 79,4 veces respecto al umbral. a. f e = 767[Hz]

b. No , en cada caso la frecuencia es proporcional a la velocidad del sonido en el

gas.

4.

a.  =

−,(+)  ,( ,(+) +)+

[m]

b.  = 0,4 0,43[] 5. 6. 7.

 = 2,41[ 2,41[] ]  = 0,125[]   =



   

a.   = 375[ 375[] ] b.   = 379[ 379[] ] c.   = 4[]

8.

a. observador respecto a cada camión.   = 643[]  = 640[] b. operador de cada camión respecto al otro.

  = 679[]

 = 689[]