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Módulo:
Módulo 2
Actividad:
Tarea ondas mecánicas
Fecha: 07 de Octubre del 2013
Bibliografía:
Sears, F. et al. (2004) Física universitaria. Vol. 1 (12va. Ed.)
México: Pearson Educación.
ISBN: 9702605113

Ejercicios a resolver:

15.1. La rapidez del sonido en aire a 20 °C es de 344 m>s. a) Calcule la longitud de onda de una onda sonora con frecuencia de 784 Hz, que corresponde a lanota sol de la quinta octava de un piano, y cuántos milisegundos dura cada vibración. b) Calcule la longitud de onda de una onda sonora una octava más alta que la nota del inciso a).




15.2. Sonido audible. Siempre que la amplitud sea lo suficiente- mente grande, el oído humano puede responder a ondas longitudina- les dentro de un intervalo de frecuencias que aproximadamente va de los 20.0Hz a los 20.0 kHz. a) Si usted tuviera que marcar el comien- zo de cada patrón de onda completo con un punto rojo para el sonido de longitud de onda larga y con un punto azul el sonido de longi- tud de onda corta, ¿qué distancia habría entre los puntos rojos y qué distancia habría entre los puntos azules? b) En realidad, ¿los puntos adyacentes en cada conjunto estarían suficientemente alejadospara que usted pudiera medir fácilmente su distancia de separación con una cinta métrica? c) Suponga que repite el inciso a) en agua, donde el sonido viaja a 1480 m>s. ¿Qué tan alejados estarían los puntos en cada conjunto? ¿Podría medir fácilmente su separación con una cinta métrica?





15.3. ¡Tsunami! El 26 de diciembre de 2004 ocurrió un intenso te- rremoto en las costas de Sumatra, ydesencadenó olas inmensas (un tsunami) que provocaron la muerte de 200,000 personas. Gracias a los satélites que observaron esas olas desde el espacio, se pudo establecer que había 800 km de la cresta de una ola a la siguiente, y que el perio- do entre una y otra fue de 1.0 hora. ¿Cuál fue la rapidez de esas olas en m>s y en km>h? ¿Su respuesta le ayudaría a comprender por qué las olas causaron taldevastación?







15.4. Imágenes por ultrasonido. Se llama ultrasonido a las frecuen- cias más arriba de la gama que puede detectar el oído humano, esto es, aproximadamente mayores que 20,000 Hz. Se pueden usar ondas de ultrasonido para penetrar en el cuerpo y producir imágenes al reflejarse en las superficies. En una exploración típica con ultrasonido, las ondas viajan con una rapidez de1500 m>s. Para obtener una imagen detalla- da, la longitud de onda no debería ser mayor que 1.0 mm. ¿Qué fre- cuencia se requiere entonces?







15.5. Luz visible. La luz es una onda, pero no una onda mecánica. Las cantidades que oscilan son campos eléctricos y magnéticos. La luz que es visible para los seres humanos tiene longitudes de onda de entre 400 nm (violeta) y 700 nm (rojo), entanto que toda la luz viaja en el vacío a una rapidez c 5 3.00 3 108 m>s. a) ¿Cuáles son los límites de la frecuencia y el periodo de la luz visible? b) ¿Usando un cronómetro podría usted medir el tiempo que dura una sola vibra- ción de luz?






15.6. La ecuación de cierta onda transversal es

Determine la a) amplitud, b) longitud de onda, c) frecuencia, d) rapi- dez de propagación ye) dirección de propagación de la onda.






15.7. Ciertas ondas transversales en una cuerda tienen rapidez de 8.00 m>s, amplitud de 0.0700 m y longitud de onda de 0.320 m. Las ondas viajan en la dirección 2x, y en t 5 0 el extremo x 5 0 de la cuerda tie- ne su máximo desplazamiento hacia arriba. a) Calcule la frecuencia, el periodo y el número de onda de estas ondas. b) Escriba una funciónde onda que describa la onda. c) Calcule el desplazamiento transversal de una partícula en x 5 0.360 m en el tiempo t 5 0.150 s. d) ¿Cuánto tiempo debe pasar después de t 5 0.150 s para que la partícula en x 5 0.360 m vuelva a tener su desplazamiento máximo hacia arriba?

















15.8. Una onda de agua que viaja en línea recta en un lago queda descrita por la ecuación
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