problemas de onda y sonido

PREGUNTAS
1. ¿Por qué las ondas sonoras se caracterizan por ser longitudinales?
2. Si un reloj de alarma se pone en un buen vacío y después se activa no se escucha ningún sonido. Explique.
3. Si la distancia desde una fuente puntual se triplica, ¿en qué factor disminuye la intensidad?
4. Explique cómo se utiliza el efecto Doppler con microondas para determinar la rapidez de un automóvil.5. De los siguientes sonidos, ¿cuál es el que más probablemente tiene un nivel sonoro de 60 dB: un concierto de rock, voltear una página en este texto, una conversación normal, los aplausos del público en un juego de fútbol?
6. ¿Por qué un pulso sobre una cuerda se considera como transversal?
7. ¿Comó crearía un onda longitudinal en un resorte estirado? ¿Sería posible crear una onda transversalen un resorte?
8. cuando un pulso viaja en una cuerda tensa, ¿siempre se invierte en la reflexión?, explique
9. un sólido puede transportar ondas transversales como longitudinales, pero un fluido homogéneo solo transporta ondas longitudinales. ¿Por qué?
PROBLEMAS
Propagación de una perturbación
1. En t = 0, se describe un pulso transversal en un alambre mediante la función

donde x y yestán en m. Encuentre la función y(x, t) que describa este pulso si viaja en la dirección x positiva con una rapidez de 4.5 m/s.
2. Dos puntos A y B sobre la Tierra están a la misma longitud y 60º separados de latitud. Suponga que un terremoto en el punto A crea una onda P que llega al punto B al viajar recta a través del cuerpo de la Tierra con una rapidez constante de 7.8 km/s. el terremoto tambiénradia una onda Rayleigh que viaja a lo largo de la superficie de la Tierra a 4.5 km/s. a) ¿Cuál de estás dos ondas sísmicas llega primero a B? b) ¿Cuál es la diferencia en tiempo entre la llegada de las dos ondas a B?. Considere el radio de la Tierra es de 6370 km.
3. Cuando un alambre particular vibra con una frecuencia de 4.0 Hz, se produce una onda transversal con longitud de onda de 60 cm.Determine la rapidez de las ondas a lo largo del alambre.
Rapidez de ondas en cuerdas
1. Un cordón de telefono de 4 m de largo, que tiene una masa de 0.2 kg. Un pulso transversal se produce al sacudir un extremo del cordón tenso. El pulso hace cuatro viajes de atrás para adelante a lo largo del cordón en 0.8 s. ¿Cuál es la tensión del cordón?
2. Una cuerda de piano tiene una masa por unidad delongitud de 5 x10–3 kg/m, está bajo una tensión de 1350 N. Encuentre la rapidez con la que una onda viaja en esta cuerda.
3. Ondas transversales viajan con una rapidez de 20 m/s en una cuerda bajo una tensión de 6 N. ¿Qué tensión se requiere para una rapidez de onda de 30 m/s en la misma cuerda?
4. Un alambre de acero de 30 m de longitud y una alambre de cobre de 20 m de longitud, ambos con 1 mmde diámetro, se conectan extremo con extremo y se estiran a una tensión de 150 N. ¿Durante qué intervalo de tiempo una onda transversal viajara toda la longitud de los dos alambres?
Rapidez de transferencia de energía mediante ondas sinusoidales en cuerdas
1. Una soga tiene una masa de 0.8 kg y una longitud de 3.6 m. ¿Qué potencia debe suministrarse a la soga para que genere ondas sinusoidalesque tengan una amplitud de 0.1 m y una longitud de onda de 0.5 m y que viajen con una rapidez de 30 m/s?
2. Una onda sinusoidal en una cuerda se describe mediante la función de onda
y = (0.15m) sen (0.8x – 50t)
donde x y y están en metros y t en segundos. La masa por unidad de longitud de esta cuerda es de 12 g/m. Determine a) la rapidez de la onda, b) la longitud de onda, c) la frecuencia y d)la potencia transmitida a la onda.
Ecuación de onda
1. Demuestre que la función de onda y = eb(x – vt) es una solución de la ecuación de onda donde b es una constante.
2. . Demuestre que la función de onda y = ln[b(x – vt)] es una solución de la ecuación de onda donde b es una constante.
Rapidez de ondas sonoras
1. Suponga que usted escucha un trueno 16.2 s después de ver el relámpago...