fisica

Cuestionario de la unidad III: ONDAS

3.1. Dos ondas viajan en la misma cuerda. ¿Es posible para ambas tener a) diferentes frecuencias, b) diferentes longitudes de onda, c) diferentes rapideces, d) diferentes amplitudes, e) la misma frecuencia, pero iferentes longitudes de onda? Explique su razonamiento.

3.2. Bajo una tensión F, un pulso tarda 2.00 s en recorrer la longitud de un alambretensado. ¿Qué tensión se requiere (en términos de F) para que el pulso tarde 6.00 s en hacer ese recorrido?

3.3. ¿Qué tipos de energía se asocian a las ondas en una cuerda estirada?
¿Cómo podría detectarse experimentalmente tal energía?

3.4. La amplitud de una onda disminuye gradualmente a medida que la onda viaja por una cuerda larga y estirada. ¿Qué sucede con la energía de la onda en esecaso?

3.5. La rapidez de las olas oceánicas depende de la profundidad del agua; cuanto más profunda sea ésta, más rápidamente viajará la ola.
Use esto para explicar por qué las olas forman crestas y “rompen” al acercarse a la costa.

3.6. ¿Es posible tener una onda longitudinal en una cuerda estirada?
¿Por qué? ¿Es posible tener una onda transversal en una varilla de acero?
¿Por qué? Encaso de una respuesta afirmativa, explique cómo crearía tal onda.

3.7. Un eco es sonido reflejado de un objeto distante, como una pared
o un risco. Explique cómo determinaría la distancia al objeto cronometrando el eco.

3.8. ¿Por qué vemos los rayos antes de escuchar el relámpago? Una
regla práctica común es comenzar a contar lentamente, una vez por segundo, al ver el relámpago; cuando seoye el trueno, se divide el número
entre 3 para obtener la distancia a la que cayó el relámpago, en kilómetros (o dividiendo entre 5 para calcularla en millas). ¿Por qué
funciona esto? ¿O no funciona?

3.9. En el caso de ondas transversales en una cuerda, ¿la rapidez de
la onda es la misma que la rapidez de cualquier parte de la cuerda? Explique la diferencia entre ambas rapideces. ¿Cuál esconstante?

3.10. Los niños hacen teléfonos de juguete metiendo cada extremo
de un hilo o cordón largo, por un agujero en la base de un vaso de cartón
y anudándolo para que no se salga. Si el hilo se tensa, es posible transmitir sonido de un vaso al otro. ¿Cómo funciona esto? ¿Por qué es más fuerte el sonido transmitido que el que viaja por aire a la misma distancia?

3.11. Las cuatro cuerdasde un violín tienen diferente espesor, pero
aproximadamente la misma tensión. ¿Las ondas viajan más rápidamente
en las cuerdas gruesas o en las delgadas? ¿Por qué? Compare la recuencia fundamental de vibración de las cuerdas gruesas y delgadas.

3.12. Una onda senoidal puede describirse mediante una función coseno, que es negativa tan a menudo como es positiva. Entonces, ¿por qué la potenciamedia producida por esta onda no es cero?

3.13. Dos cuerdas con diferente masa por unidad de longitud m1 y m2
se unen y se estiran con una tensión F. Una onda viaja por la cuerda y
pasa por la discontinuidad de m. Indique cuáles de las siguientes propiedades de la onda serán iguales a ambos lados de la discontinuidad y cuáles cambiarán: rapidez de la onda, frecuencia, longitud de onda.Justifique físicamente cada respuesta.


3.14. ¿Podemos producir una onda estacionaria en una cuerda superponiendo dos ondas que viajan en direcciones opuestas con la misma frecuencia pero diferente amplitud? ¿Por qué? ¿Podemos producirla superponiendo dos ondas que viajen en direcciones opuestas con diferente frecuencia, pero la misma amplitud? ¿Por qué?

3.15. Si toca una cuerda levemente ensu centro mientras la frota con el arco, un violinista puede producir una nota exactamente una octava arriba de aquella para la cual se afinó la cuerda, es decir, una nota con una frecuencia de exactamente el doble. ¿Cómo es posible esto?

3.16. En una onda transversal en una cuerda, ¿el movimiento de la
cuerda es perpendicular a la longitud? ¿Cómo es posible entonces que
se transporte...