Fisica

VER Y OIR. EJERCICIOS 2011-12

1. Una onda espacialmente localizada que se mueve sobre una cuerda tensa viene descrita por la siguiente ecuación:

a) ¿Por qué podemos asegurar que es una onda? b) Dibujar un gráfico de y en función de x para t=0. c) ¿Cuáles son la velocidad del pulso y su sentido del movimiento? d) Calcular la velocidad transversal de los distintos puntos de la cuerda parat=0. e) Da ejemplos de funciones y=y(x,t,a,b…) que no sean una onda.

2. a) 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? ¿Qué conclusiones se pueden sacar del resultado obtenido? b) Sabiendo que la velocidad del sonido en el aire viene dadapor la siguiente expresión:

donde γ es el coeficiente adiabático cuyo valor es 1.4 para Nitrógeno y Oxígeno y 1.32 para el agua; R es la constante de los gases ideales; T es la temperatura y M la masa molecular. ¿dónde será mayor la velocidad del sonido, en una atmósfera húmeda o en una seca?

3. La audición binaural (dos oídos) nos permite localizar la procedencia de sonidos tipo chasquidos(sonidos breves más o menos graves) por la diferencia de tiempo de llegada a los dos oídos. Si tus oídos están separados 15 cm, halla la diferencia entre los tiempos de llegada para la localización de un chasquido proveniente de una fuente sonora localizada a 3 cm de su oído derecho y 30º por delante de la línea que une los dos oídos. Si se trata de sonidos puros la única

diferencia estaría enla fase. Aparentemente, funciona para tonos de baja frecuencia por debajo de 1500 Hz ¿Ves algún fundamento a esto?

4. Un diapasón cuya frecuencia de vibración es de 300 Hz se usa para afinar un violín. Poniendo el diapasón a vibrar al mismo tiempo que una de las cuerdas del violín se oyen vibraciones con una frecuencia de 5 Hz. a) ¿Cuáles son las frecuencias posibles del sonido producido porla cuerda? b) Aumentando ligeramente la tensión de la cuerda, el violín queda afinado. ¿Cuál es la frecuencia de la cuerda? 5. a) ¿Por qué es más difícil oír el eco en los sitios montañosos que en las llanuras rodeadas de bosques? b) ¿Por qué cuando mascamos un trozo de pan duro oímos un ruido ensordecedor, mientras que si alguien hace lo mismo junto a nosotros apenas lo notamos? 6. a) Se sabe quesi una fuente sonora y un hombre se encuentran a una altura más o menos igual, entonces en la dirección del viento el sonido se oye mejor que en sentido contrario. Considerando la deformación de los rayos sonoros por efecto del viento, encuentra una explicación cualitativa a la afirmación anterior. b) ¿A dónde se va la energía de las oscilaciones acústicas cuando el sonido deja de
oírse en unasala o auditorio?

7. Un avión supersónico vuela a Mach 1.75 y a una altura de 8 Km sobre un hombre. a) ¿Cuánto tiempo después de pasar el avión directamente por encima de él lo oirá? b) ¿A qué distancia del hombre estaba el avión cuándo el hombre oyó el ruido?

8. El ladrido de un perro supone alrededor de 1 mW de potencia. a) Si esta potencia se distribuye uniformemente en todas lasdirecciones, ¿cuál es el nivel de intensidad del sonido a una distancia de 5m?

b) ¿Cuál sería el nivel de intensidad de dos perros ladrando al mismo tiempo si cada uno de ellos desarrolla una potencia de 1 mW? c) ¿A qué distancia dejarían de oírse los ladridos?

9. Una habitación tiene dos paredes opuestas a distancia L que están alicatadas. Las paredes restantes, el suelo y el techo están cubiertascon un material absorbente del sonido. La frecuencia más baja para la cual es acústicamente resonante la habitación es 50 Hz. a) Se produce un ruido complejo en la habitación que excita sólo a los dos modos inferiores, de tal modo que cada modo tiene su máxima amplitud para t=0. Hacer un esquema del aspecto del desplazamiento para cada modo separadamente en función de x para t=0s, t=1/200s y...