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PROBLEMAS DE ONDAS Y ONDAS SONORAS

1-La frecuencia con que emite la señal AM de Radio Clásica, es 870 kHz. ¿Cuánto mide su longitud de onda? TEORÍA. Las ondas de radio son ondas electromagnéticas y se propagan a la velocidad de la luz, c. Se propagan a la velocidad de la luz hasta el receptor, y desde éste al oído a la velocidad del sonido. Sol.: λ = 345 m 2-Una emisora de radio se sintoniza en los 95 Mhz (megahercios). ¿Cuál es la longitud de las ondas que emite? Sol.:

3,16 m

3-Una antena de radar emite ondas electromagnéticas de longitud de onda 0,03 m, durante 0,5 s. Sabiendo que las ondas electromagnéticas se propagan con la velocidad de la luz ¿cuál es la frecuencia de la onda? En el instante en que cesa la emisión, ¿a qué distancia de la antena se halla el frente de onda? Sol.:

ࢌ = ૚૙૚૙ ࢙ି૚ = ૚૙૚૙ ࡴࢠ = ૚૙ ࡳࡴࢠ.; ࢤ࢞ = ૚, ૞ ∙ ૚૙ૡ ࢓

4- En una misma cuerda tensa y en reposo, primero se aplica un pulso en un extremo, tal que la onda se mueve 2 m en 0,01 s. Posteriormente en las mismas condiciones iniciales se hace oscilar armónicamente el mismo extremo con una frecuencia de 250 Hz. ¿Con qué velocidad se propaga la primera onda y con cuál la segunda? ¿Cuál es la longitud de onda asociada a la perturbación armónica?

En el instante 0 se puede ver la cuerda tensa y en reposo. En el instante posterior, 1, se observa como avanza el pulso que acabamos de aplicar. En 2, 3 y 4 vemos cómo sigue avanzando.

Sol.:

v = 200 m/s;

v1 = v2 = 200 m/s;

λ = 0,8 m

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5- Las ondas sonoras se propagan en el aire a 344 m/s. Los sonidos audibles tienen una frecuencia comprendida entre 20 y 20.000 ciclos por segundo. ¿Cuál es el intervalo de longitud de onda de estos sonidos? TEORÍA. La longitud de onda más larga ࣅࡸ , se corresponde con la frecuencia más pequeña (sonido grave); y la longitud de onda más corta ࣅ࡯ , con la frecuencia más alta (sonido agudo). Sol.: el intervalo de longitudes audibles será:

0,0172 cm < λ < 17,2 m

6- Una fuente de sonar utilizada para detección subacuática emite pulsos de 0,1 s de duración cada T segundos. ¿Cuánto debe valer T, como mínimo, para que el eco sea recibido antes de la emisión del pulso siguiente, al reflejarse en objetos a una distancia de a) 50 m, b) 1 km? (v = 1.500 m/s). Sol.:

a) Ta = 0,167 s.; b) Ta = 1,43 s.

7-La frecuencia de un silbato de tren, que oye el maquinista, es de 800 Hz. Si un observador quieto en la estación oye el silbato con una frecuencia de 760 Hz, suponiendo la velocidad del sonido en el aire igual a 340 m/s, ¿se está acercando o alejando el tren, y a qué velocidad? TEORÍA. Si el sonido escuchado es más grave (frecuencia menor) que el emitido en la locomotora, el emisor se aleja y viceversa.

Sol.:

v = 18 m/s

alejándose

8 - Un buque se acerca a una costa acantilada haciendo sonar una sirena de 600 Hz. El sonido se refleja en la costa y se oye 10 s después, interfiriendo con el propio de la sirena, lo que da lugar a 12 pulsaciones por segundo. Calcule con estos datos el tiempo que el buque tardará en alcanzar la costa. Sol.:

∆t = 510 s

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PROBLEMAS DE ONDAS Y ONDAS SONORAS

1-La frecuencia con que emite la señal AM de Radio Clásica, es 870 kHz. ¿Cuánto mide su longitud de onda? TEORÍA. Las ondas de radio son ondas electromagnéticas y se propagan a la velocidad de la luz, c. Se propagan a la velocidad de la luz hasta el receptor, y desde éste al oído a la velocidad del sonido. Sol.: λ = 345 m 2-Una emisora de radio se sintoniza en los 95 Mhz (megahercios). ¿Cuál es la longitud de las ondas que emite? Sol.:

3,16 m

3-Una antena de radar emite ondas electromagnéticas de longitud de onda 0,03 m, durante 0,5 s. Sabiendo que las ondas electromagnéticas se propagan con la velocidad de la luz ¿cuál es la frecuencia de la onda? En el instante en que cesa la emisión, ¿a qué distancia de la antena se halla el frente de onda? Sol.:

ࢌ = ૚૙૚૙ ࢙ି૚ = ૚૙૚૙ ࡴࢠ = ૚૙ ࡳࡴࢠ.; ࢤ࢞ = ૚, ૞ ∙ ૚૙ૡ ࢓

4- En una misma cuerda tensa y en reposo, primero se aplica un pulso en un extremo, tal que la onda se mueve 2 m en 0,01 s. Posteriormente en las mismas condiciones iniciales se hace oscilar armónicamente el mismo extremo con una frecuencia de 250 Hz. ¿Con qué velocidad se propaga la primera onda y con cuál la segunda? ¿Cuál es la longitud de onda asociada a la perturbación armónica?

En el instante 0 se puede ver la cuerda tensa y en reposo. En el instante posterior, 1, se observa como avanza el pulso que acabamos de aplicar. En 2, 3 y 4 vemos cómo sigue avanzando.

Sol.:

v = 200 m/s;

v1 = v2 = 200 m/s;

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λ = 0,8 m

5- Las ondas sonoras se propagan en el aire a 344 m/s. Los sonidos audibles tienen una frecuencia comprendida entre 20 y 20.000 ciclos por segundo. ¿Cuál es el intervalo de longitud de onda de estos sonidos? TEORÍA. La longitud de onda más larga ࣅࡸ , se corresponde con la frecuencia más pequeña (sonido grave); y la longitud de onda más corta ࣅ࡯ , con la frecuencia más alta (sonido agudo). Sol.: el intervalo de longitudes audibles será:

0,0172 cm < λ < 17,2 m

6- Una fuente de sonar utilizada para detección subacuática emite pulsos de 0,1 s de duración cada T segundos. ¿Cuánto debe valer T, como mínimo, para que el eco sea recibido antes de la emisión del pulso siguiente, al reflejarse en objetos a una distancia de a) 50 m, b) 1 km? (v = 1.500 m/s). Sol.:

a) Ta = 0,167 s.; b) Ta = 1,43 s.

7-La frecuencia de un silbato de tren, que oye el maquinista, es de 800 Hz. Si un observador quieto en la estación oye el silbato con una frecuencia de 760 Hz, suponiendo la velocidad del sonido en el aire igual a 340 m/s, ¿se está acercando o alejando el tren, y a qué velocidad? TEORÍA. Si el sonido escuchado es más grave (frecuencia menor) que el emitido, el emisor se aleja y viceversa.

Sol.:

v = 18 m/s

alejándose

8 - Un buque se acerca a una costa acantilada haciendo sonar una sirena de 600 Hz. El sonido se refleja en la costa y se oye 10 s después, interfiriendo con el propio de la sirena, lo que da lugar a 12 pulsaciones por segundo. Calcule con estos datos el tiempo que el buque tardará en alcanzar la costa. Sol.:

∆t = 510 s

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