Fisica 2

PRIMER PROBLE-TON DE FÍSICA III – CAPÍTULO 17

SEGUNDO GRUPO DE ACTIVIDADES

ACTIVIDAD P17.1
Nombre: BAZA SOLARES NELSON DEIWER
A sinusoidal sound wave moves through a medium and is described by the displacement wave function:

where s is in micrometers, x is in meters, and t is in seconds. Find (a) the amplitude, (b) the wavelength, and (c) the speed of this wave. (d) Determine theinstantaneous displacement from equilibrium of the elements of the medium at the position x=0.050 [m] at t=3.00 [ms]. (e) Determine the maximum speed of the element’s oscillatory motion.
SOLUCIÓN
Dada la ecuación

Y la ecuación general del desplazamiento de una onda
, donde
es la posición máxima del elemento relativo de equilibrio (amplitud de desplazamiento de la onda)
K es el número deonda
W es la frecuencia angular de la onda
X es la dirección de propagación de la onda sonora
a) La amplitud A = 2.00
b) , luego , así
c)
d)

Comentarios del Profesor:
Perfecta la solución. Felicitaciones.
NOTA: 5,0

ACTIVIDAD P17.2
Nombre: MANTILLA FORERO JAVIER EDUARDO
As a certain sound wave travels through the air, it produces pressure variations (above and belowatmospheric pressure) given by:

in SI units. Find (a) the amplitude of the pressure variations, (b) the frequency, (c) the wavelength in air, and (d) the speed of the sound wave.
SOLUCIÓN
La variación de la presión se encuentra modelada por la expresión:

Donde ∆Pmax representa la amplitud de la presión. La onda de presión se encuentra desfasada en 90° con respecto a la onda de desplazamiento.a) La amplitud de variación de la presión es 1.27 [Pa]
b) ; basados en la ecuación tenemos que .Por lo tanto
c) y según la ecuación dada tenemos que . Entonces
d) ; por consiguiente
Comentarios del Profesor:
Perfecta la solución. Felicitaciones.
NOTA: 5,0

ACTIVIDAD P17.3
Nombre: LEIDY YANETH MARIN PACHECO
Write an expression that describes the pressure variation as a function ofposition and time for a sinusoidal sound wave in air. Assume the speed of sound is ϑ=343 m/s, λ=0.100 m, and ΔPmax=0.200 Pa.
SOLUCIÓN
Tenemos:
V= 343 m/s
λ= 0,100 m
ΔPmax =0.200 Pa.
La variación de la presión está dada por la siguiente expresión:

Como tenemos que hallar la variación de la presión en término de la posición y el tiempo necesitamos los valores de k y w.
Tenemos que:Como no tenemos la frecuencia podemos decir que:

Reemplazando :



Reemplazando los datos obtenidos en:

tenemos que la variacion de la velocidad en términos del espacio y del tiempo es :

Comentarios del Profesor:
Perfecta la solución. Felicitaciones. Es una de las posibles soluciones, ya que puede plantearse en términos de la función cosenoidal.
NOTA: 5,0

ACTIVIDAD P17.4Nombre: ROJAS SILVA CESAR AUGUSTO
An experimenter wishes to generate in air a sound wave that has a displacement amplitude of 5.50x10-6 m. The pressure amplitude is to be limited to 0.840 Pa. What is the minimum wavelength the sound wave can have?
SOLUCIÓN
Datos:
Smáx= 5.50*10-6 m
∆Pmáx= 0,840 N/m2
Como la onda está desfasada 90 grados entre la variación de la posición y la variación depresión, la expresión a usar seria:

La frecuencia angular puede expresarse como:

Así la expresión queda como:

Despejando λ:

Reemplazando los datos
Como a condiciones ideales a una temperatura de 20° (densidad de equilibrio del aire) ρ= 1.20 kg/m3 y (velocidad del sonido) v= 343 m/s


Se considera esta la longitud de onda mínima para generar una onda con amplitud dedeslazamiento 5.50*10-6 m, ya que en este caso está condicionada por la variación de presión.
Comentarios del Profesor:
Me parece que para el despeje de la ecuación ha usado un camino muy largo, sólo es un comentario. El problema requiere el hallar un mínimo, el mínimo de la longitud de onda para las condiciones dadas. La amplitud de desplazamiento, de acuerdo a la expresión muy bien...