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Instituto Politécnico Nacional Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Campus Zacatenco Unidad Profesional Adolfo López Mateos 1. La potencia de salida en cierto sistema de altavoces es de 6.00 W. Suponga que emite igualmente en todas direcciones. (a) ¿Dentro de qué distancia del altavoz es que el sonido causa dolor al oído? (b) ¿A qué distancia del altavoz es que el sonido sería apenas audible? 2. Los niveles de intensidad de las ondas sonoras difieren en (a) 10 db, (b) 20 db. Hallar el cociente entre sus intensidades y entre sus amplitudes de presión. 3. Un camión corre a 30 m por una carretera, donde el lector se encuentra s cambiando un neumático. Al aproximarse el camión, su conductor acciona una bocina que tiene una frecuencia de 250 Hz. (a) ¿Qué frecuencia oye usted? Suponga que usted conduce su automóvil a 25 m y que el s conductor del camión suene la bocina después de rebasarlo. ¿Qué frecuencia escucharía usted? 4. Un avión de propulsión a chorro pasa sobre un punto situado en la tierra a una altura de 5140 m y a una velocidad de 1.52 Match (1.52 veces la velocidad del sonido). (a) Halle el ángulo formado por la onda de choque con la línea de movimiento del avión. (b) ¿Cuánto tiempo tardará en llegar a la tierra la onda de choque después de que el avión ha pasado sobre el punto? Use 331 m como velocidad del sonido. s 5. Una barra de acero = ( ρ 7.80 ×103 kg

y= Y 2.00 ×1011 N 2 ) transmite m m3 ondas longitudinales por medio de un oscilador acoplado a uno de sus extremos. La barra tiene un diámetro de 4.00 mm. La amplitud de las oscilaciones es 0.100 mm y la frecuencia de oscilación es de 10 oscilaciones por segundo. Hallar la ecuación de las ondas que se propagan a lo largo de la barra.

6. Encontrar la velocidad de propagación de las ondas longitudinales en una columna de agua si su módulo de compresibilidad es de 0.218 ×1010 N 2 . m 7. Calcular la velocidad de propagación del sonido en el hidrógeno (H2), Nitrógeno (N2) y el oxígeno (O2) a 0ºC. Comparar con los resultados experimentales mostrados en cualquier texto. Tomar γ = 1.4 para los tres gases.

Segundo Departamental

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8. Una onda longitudinal con frecuencia de 220 Hz viaja por una varilla de cobre de 8.00 mm de radio. La potencia media de la onda es de 6.50 µW. (a) Calcule la longitud de onda. (b) Calcule la amplitud ξ 0 de la onda. (c) Determine la velocidad longitudinal máxima de una partícula en la varilla. 9. Determinar el nivel de intensidad del sonido de un coche cuando la intensidad del sonido es de 0.500 µ W 2 . (b) Calcule el nivel de intensidad m del sonido cuando la amplitud de presión del sonido es de 0.150 Pa y la temperatura es de 20ºC. 10. Un MIG 31 (Mikoyan), se encuentre sobre un punto P volando hacia el Este, a una altura de 20 Km. Es estruendo sónico se oye en el punto P, cuando el avión está a 85.95 Km al Este de dicho punto. a) ¿Cuál es la velocidad del avión Mikoyan? b) ¿Cuál es su Mach del Mikoyan? c) Si un Grumman F14 Tomact lo viene persiguiendo (a velocidad constante), para tirarlo y el estruendo sónico del perseguidor se escucha en el mismo punto P cuando el F 14 se encuentra a 100Km ¿Cuál será la velocidad y el mach al que va él F14? V f (∆t )

v∆t

θ

11. Calcular la velocidad del sonido en el aire a 0º y a 20º. Tomando en cuenta que el observador tiene en contra un viento de 30 m/s que va de Este a Oeste. a) Escriba la ecuación de velocidad de velocidad de sonido en un gas. b) Si γ es de 1.4 (Aire), R= 8.314 J/(mol . K), T = tc + 273° Kelvins, y M = 29 x 10 -3 Kg / mol.

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Segundo Departamental