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EJERCICIOS DE FISICA II

Cierto dispositivo cilíndrico está lleno de aire a 20ºC y a una presión de 1.5x105 N/m2 gas compresible. En uno de sus extremos tiene un pistón con la posibilidad de desplazarse a lo largo de su eje principal, el mismo que opera a una frecuencia de 600 Hz. El diámetro del pistón es de 10 cm y la amplitud de su movimiento es de 0.1 cm. ¿Qué potencia se requieresuministrar para mantener el movimiento del pistón?

1)





Calculando la POTENCIA=Pot.

Potencia = Fuerza x Rapidez
= (Presión x área). (Rapidez angular x amplitud)

=

=

=

==


2. Un astronauta en la Luna tiene un amplificador y un altavoz muy potentes. Suponiendo que no hay absorción del sonido y que el megáfono o bocina se comporta como una fuente sonora puntual. ¿Qué potencia de salida se necesita en este aparato para producir un sonido que se pueda escuchar apenas en la tierra? Se supone que la distancia de la Tierra a laLuna es de 384 000 km. Considere (desde luego, en forma irreal) que el sonido se propaga en el aire a temperatura y presión normales.


Distancia = 384000Km =














3. Considere una onda longitudinal (compresional) de longitud de onda que viaja con una rapidez de v en la dirección x a través de un medio dedensidad . El desplazamiento de las moléculas del medio a partir de la posición de equilibrio está dado por: S =Sm sen (kx-t). Demuestre que la variación de presión en el medio está dado por



4. (a) Escriba una expresión que describa la variación de presión como una función de la posición y del tiempo para una onda sonora armónica en el aire, si 0.1m y 0.2 m P N/m2; (b) Escriba lafunción que describe la onda de desplazamiento como una función de la posición y del tiempo para una onda sonora armónica en el aire, si 0.1m y 0.2 Pm N/m2.


a)













b)





















5. Con una perturbaciónadecuada, es posible producir tanto ondas longitudinales como transversales en una varilla larga de metal. Un varilla particular de metal tiene 150 cm de largo, 0.2 cm de radio, 50.9 g de masa y un módulo de Young de 6.8x1010 N/m2 ¿cuál debe ser la tensión en la varilla para que la razón de la rapidez de las ondas longitudinales a la rapidez de las ondas transversales sea igual a 8?6. La intensidad de una onda sonora que vibra a 1000 Hz a una distancia fija de una altavoz es de 0.6 W/m2. a) Determine la intensidad si la frecuencia se aumenta a 2500 Hz mientras se mantiene un desplazamiento de amplitud constante. b) Calcule la intensidad si la frecuencia se reduce a 500 Hz y la amplitud del desplazamiento se duplica.a)




b) f = 500Hz y Sm=25m





7. En este problema se ha de obtener una fórmula práctica para determinar la velocidad del sonido en el aire a una temperatura t en grados Celsius. Se empieza escribiendo la Temperatura como , en donde corresponde a los 0ºC y , a la temperatura Celsius. La velocidad del sonido es unafunción de T, v (T). Con una aproximación de primer orden podemos escribir , donde es la derivada calculada para . Calcula esta derivada y demostrar que su resultado lleva a (Obs: La velocidad del sonido en función de la Temperatura, viene dado por: , donde: , es la temperatura °C )

8. (a) Cuál es la amplitud de desplazamiento correspondiente a una onda sonora de frecuencia de 100 Hz y...