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Escuela de Fsica, UNAH-VS 28-Febrero-2014

1. El extremo de una cuerda est atado a un soporte fijo en la boca de una mina vertical de 80 m de profundida

(como se muestra en la figura 1). La cuerda esta bajo tensin debido a una caja con minerales de 20 kg atada

el otro extremo. La masa de la cuerda es de 2 kg. Un gelogo que est abajo enva seales a su compaero

tirando lateralmente de la cuerda.

a) Con que rapidez viaja la onda en la cuerda?

b) Si a la cuerda se le imparte un MAS con 2 Hz de frecuencia Cuntos ciclos de la onda habr en la cuerda?

2. Un contrabajo se construye con cuerdas de 5 m de longitud entre puntos fijos. Una cuerda tiene densidad lin

de masa de 40 g/m y una frecuencia fundamental de 20 Hz. Calcular:

a) L a tensin en la cuerda.

b) La frecuencia y la longitud de onda del segundo armnico.

c) La ecuacin de la onda en su quinto modo normal. (Djelo expresado en funcin de A)

d) La posicin de los antinodos en el sexto modo normal.

3. Las ondas transversales de una cuerda tienen una rapidez de 8 m/s, amplitud de 0.007 m y longitud de onda

0.32 m. Las ondas viajan en la direccin x, y en t=0 el extremo en x=0 de la cuerda tiene su mximo

desplazamiento hacia arriba.

a)

Calcule la frecuencia, periodo y nmero de onda.b) Escriba la ecuacin que describa esta onda.

c) Calcule el desplazamiento y velocidad transversal de una partcula en x=0.36 m en t=0.15 s

d) Cunto tiempo debe pasar despus de t=0.15s para que la partcula en x=0.36m vuelva a tener su mxim

desplazamiento ?

4. La funcin de onda estacionaria en una cuerda est dada por: y(x,t)=4.44mmsin(32.5x)sin(754t). Para las dos

ondas viajeras que forman la estacionaria, determine:

a) La amplitud, longitud de onda, frecuencia y rapidez.

b) Determine las funciones de onda viajeras.

c) Puede con la informacin dada, determinar en que armnico vibra la cuerda? Explique

5.

Una onda sonora de moderada intensidad tiene variaciones mximas de presin en el orden de 3.0x10-2

Pa poarriba y por debajo de la presin atmosfrica. Calcule el desplazamiento mximo correspondiente si la

frecuencia es de 1000 Hz. (En aire a presin atmosfrica y densidad normales, la rapidez del sonido es 344 m/

el modulo volumtrico es 1.42x105Pa.

6. Una paloma emite una potencia sonora constante. Cuntos decibeles bajara el nivel sonoro si un observado

se aleja el doble de la distancia del ave?

7. La sirena de una patrulla emite una onda senoidal con una frecuencia de 300 Hz. La rapidez del sonido es de 3

m/s.

a) Calcule la longitud de onda del sonido si la sirena esta en reposo en el aire.

b) Si la sirena se mueve a 30 m/s, calcule la longitud de onda para las ondas adelante y atrs de la fuente.

c) Un receptor esta en reposo y la sirena se aleja a 30 m/s. Qu frecuencia oye el receptor?d) Si la sirena esta en reposo y el receptor se aleja a 30 m/s Qu frecuencia oye el receptor?

e) Si la sirena se aleja con una rapidez de 45 m/s, y el receptor se mueve hacia la sirena con una rapidez de

m/s Qu frecuencia oye el receptor?

8. El concorde vuela a Mach 1.75 a 8000 m de altura, donde la rapidez del sonido es de 320 m/s Cunto tiempo

despus de pasar el avin directamente arriba oiremos el trueno snico (choque de onda)?

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9. Un saco de cemento de 325 N de peso cuelga en equilibrio como se muestra en la figura 2. Donde los ngulos

1= 60 2=25, las longitudes de los alambres son L1=50 cm y L2=70 cm y la masa de los mismos es M1=3gr y

M2=5gr respectivamente.

a) Calcule el tiempo que le tarda a un pulso viajar a travs de la cuerda 1.

b) Calcule el tiempo que le tarda a un pulso viajar a travs de la cuerda 2.

10.Un murcilago, que se mueve a 5.00 m/s, persigue a un insecto volador. Si el murcilago emite un chillido de

40.0 kHz y recibe de vuelta un eco a 40.4 kHz, a qu rapidez se mueve el insecto hacia o alejndose del

murcilago? (Considere que la rapidez del sonido en el aire esv =

340 m/s.)11.Un objeto cuelga en equilibrio de una cuerda con una longitud total de L=5 m y una densidad de masa lineal d

0.001 kg/m. La cuerda se enrolla alrededor de dos poleas ligeras sin friccin separadas por una distancia d=2m

como se observa en la figura 3. Cul debe ser la masa del objeto para formar el patrn de onda estacionario

que vibra a 400 hz?

12.Un alambre de 2.5 m y masa de 0.10 kg esta fijo por ambos extremos bajo una tensin de 30 N. Al excitar el

armnico n se forma un nodo a 0.5 m de un extremo.

a) Cunto vale n?

b) Cules son las frecuencias de los primeros tres modos normales permitidos de vibracin?

13.Tres ondas con la misma frecuencia, longitud de onda y amplitud, se mueven en la misma direccin. Las tres

ondas vienen dadas por:

a) Hallar la onda resultante

b) Cul es la amplitud mxima de la onda resultante?

Figura 1 Figura 2 Figura3

14.El nivel de ruido en el pasillo donde se aplica un examen es de 40 db, cuando esta vacio. Cuando 100 alumnos

encuentran escribiendo su examen, el sonido de las respiraciones y de los lpices escribiendo elevan el nivel

sonoro a 60 db. Suponga que la contribucin de cada alumno a la potencia de ruido es la misma, calcule el niv

de ruido en el pasillo cuando solo quedan 50 alumnos en el pasillo.

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