Guía de ondas I Medio Prof: Marta Donoso Brant 1.¿Cuántos métodos generales existen para transferir energía? De dos ejemplos de cada uno. 2.- ¿Cuál es la diferencia principal entre una onda mecánica y una electromagnética? 3.- ¿Cuál es la diferencia entre ondas transversales, longitudinales y superficiales? 4.- Rosa envía un pulso a lo largo de una una cuerda. ¿Cuál será la posición de un punto sobre la cuerda, antes de la llegada del pulso, comparada con la posición luego de que el pulso haya pasado? 5.-
¿Cuál es la diferencia entre un pulso y una onda?
6.- ¿Cuál es la diferencia entre la frecuencia de de una onda y su velocidad? 7.- Suponga que se produce una onda transversal al agitar un extremo de un resorte. ¿Cuál es la frecuencia de la mano comparada con la de la onda? 8.- Se envían ondas a lo largo de un resorte de longitud fija. a) ¿Puede cambiarse la rapidez de las ondas en el resorte?. Explique. b) ¿Puede cambiarse la frecuencia de la onda en el resorte?. Explique. 9.- ¿Cuál es la diferencia entre la rapidez de un pulso ondulatorio transversal y el movimiento de un punto sobre el resorte? 10.- Sandra está sobre una balsa en una piscina de olas. Descríbale a Sandra, en términos de las olas que ella está sintiendo, cada uno de los siguientes términos: amplitud, período, longitud de onda, velocidad y frecuencia. 11.-
¿Qué es la amplitud de una onda y que representa?
12.- ¿Cuál es la relación entre la amplitud de onda y la energía que transporta? 13.- Un pulso alcanza la frontera de un medio menos denso que en el que venía. ¿Cómo es el pulso reflejado? 14.- Cuando una onda llega a la frontera de un medio nuevo, parte de la onda se refleja y parte de la misma se transmite. ¿Qué es lo que determina la cantidad de reflexión de la onda?
15.- Un pulso alcanza la frontera de un medio menos denso que en el que venía. ¿Cómo es el pulso reflejado? 16.- Cuando una onda atraviesa una frontera entre una cuerda gruesa y otra delgada, cambian su longitud de onda y su velocidad, pero no su frecuencia. Explique por que la frecuencia es constante. 17.- Cuando dos ondas interfieren, ¿hay alguna pérdida de energía en el sistema?. Explique. 18.-
¿Qué sucede en los nodos de una onda estacionaria?
19.- Una placa metálica se mantiene fija en un centro y se le riega azúcar encima. Empleando un arco de violín se "raspa" la placa a lo largo de un borde para hacerla vibrar. Los granos de azúcar principian a recogerse en ciertas áreas de la placa y se alejan de otras. Describa tales regiones en términos de ondas estacionarias. 20.- Si una cuerda está vibrando en cuatro partes, existen algunos puntos que pueden tocarse sin perturbar su movimiento. Explique. ¿Cuántos puntos existen? 21.- ¿De que manera el pulso reflejado por una pared rígida difiere del incidente? 22.- ¿La interferencia es propiedad de sólo un tipo de ondas o, por el contrario, de todas las ondas?
B Problemas
23.- El edificio Sears, ubicado en Chicago, se mece con una frecuencia aproximada a 0,10 Hz. ¿Cuál es el periodo de la vibración? 24.- Una ola en el océano tiene una longitud de 10 m. Una onda pasa por una determinada posición fija cada 2 s. ¿Cuál es la velocidad de la onda? 25.- Ondas de agua en un plato poco profundo tienen 6 cm de longitud. En un punto, las ondas oscilan hacia arriba y hacia abajo a una razón de 4,8 oscilaciones por segundo. a) ¿Cuál es la rapidez de las ondas?, b) ¿cuál es el periodo de las ondas? 26.- Ondas de agua en un lago viajan a 4,4 m en 1,8 s. El periodo de oscilación es de 1,2 s. a) ¿Cuál es la rapidez de las ondas?, b) ¿cuál es la longitud de onda de las ondas?
27.- La frecuencia de la luz amarilla es de 5x1014 Hz. Encuentre su longitud de onda. 28.- Un grupo de nadadores está descansando tomando sol sobre una balsa. Ellos estiman que 3 m es la distancia entre las crestas y los valles de las ondas superficiales en el agua. Encuentran, también, que 14 crestas pasan por la balsa en 20 s. ¿Con qué rapidez se están moviendo las olas? 29.- Se emiten señales de radio AM, entre los 550 kHz hasta los 1.600 kHz, y se propagan a 3x10 8 m/s. a) ¿Cuál es el rango de las longitudes de onda de tales señales?, b) El rango de frecuencia para las señales en FM está entre los 88 MHz y los 108 MHz y se propagan a la misma velocidad, ¿cuál es su rango de longitudes de onda? 30.- Una señal de un sonar en el agua posee una frecuencia de 106 Hz y una longitud de onda de 1,5 mm. a) ¿Cuál es la velocidad de la señal en el agua?, b) ¿cuál es su periodo?, c) ¿cuál es su periodo en el aire? 31.- Una onda sonora se produce durante 0,5 s. Posee una longitud de onda de 0,7 m y una velocidad de 330 m/s. a) ¿Cuál es la frecuencia de la onda?, b) ¿cuántas ondas completas se emiten en tal intervalo de tiempo?, c) luego de 0,5 s, ¿a qué distancia se encuentra el frente de onda de la fuente sonora? 32.- La rapidez del sonido en el agua es de 1.498 m/s. Se envía una señal de sonar desde un barco a un punto que se encuentra debajo de la superficie del agua. 1,8 s más tarde se detecta la señal reflejada. ¿Qué profundidad tiene el océano por debajo de donde se encuentra el barco? 33.- El tiempo requerido por una onda de agua para cambiar del nivel de equilibrio hasta la cresta es de 0,18 s. a) ¿Qué fracción de la longitud de onda representa?, b) ¿cuál es el periodo de la onda?, c) ¿cuál es la frecuencia? 34.- La rapidez de una onda en una cuerda de una guitarra es de 265 m/s y su longitud de 63 cm. Se pulsa la cuerda en el centro levantándola un poco y luego soltándola. Los pulsos se mueven en ambas direcciones y se reflejan en los extremos de la cuerda. a) ¿Cuánto tiempo le toma a los pulsos moverse hasta los extremos y regresar al centro?, b) cuando los pulsos regresan, ¿está la cuerda por encima o por debajo de su posición de reposo?, c) si se pulsa la cuerda a 15 cm de uno de los extremos, ¿dónde se encontrarán los dos pulsos? 35.- Si se chapotea el agua regularmente en una bañera a la frecuencia adecuada, el agua primero sube en un extremo y luego en el otro. Supóngase que pueden producirse ondas estacionarias en una
bañera de 150 cm de largo con una frecuencia de 0,3 Hz. ¿Cuál es la velocidad de las ondas? A Preguntas:
1.- Por transporte: las ondas lo hacen, otro ejemplo puede ser el caso de un conductor eléctrico, que transporta energía eléctgrica. Por transferencia: a través de un golpe por ejemplo, cuando un jugador chutéa la pelota la energía de movimiento de la pierna se transfiere a la pelota y ésta adquiere movimiento. Por irradiación: la energía solar nos llega por el mecanismo de radiación solar, el calor de una fogata, en parte, se debe a la radiación. 2.- La mecánica necesariamente requiere de un medio material para que se produzca en cambio la electromagnética puede producirse tanto en un medio material como en el vacío. 3.- En las ondas transversales el desplazamiento de las partículas del medio es perpendicular a la dirección de propagación de la onda, en las longitudinales ambas direcciones son paralelas y en las superficiales se produce una combinación del comportamiento de ondas transversales y longitudinales, lo que se traduce en que las partículas materiales describen una curva cerrada (círcunferencia, elpise o alguna forma similar) mientras la dirección de propagación de la onda sigue un camino rectilíneo. 4.- La misma posición, antes de que pase el pulso el punto pertenece a una posición de equilibrio, después que pasa el pulso vuelve a la posición de equilibrio. 5.- Un pulso se produce por una vibración en un medio. La onda es producida por una sucesión de vibraciones. 6.- La frecuencia de la onda determina la cantidad de vibraciones u oscilaciones que se producen en un segundo, la velocidad de propagación nos dice qué distancia recorre la onda en determinado tiempo. 7.- La misma frecuencia, en este caso la mano es la que produce la vibración. 8.- La respuesta es afirmativa para ambas preguntas. La clave está en el cambio de frecuencia. La frecuencia se modifica si se modifica la vibración. La velocidad de propagación se modifica al modificar la
frecuencia. Recordemos que la velocidad de propagación se puede calcular con el producto entre longitud de onda y frecuencia. 9.- Si con el resorte se produce una onda transversal, no habría diferencia, y si se produce una onda longitudinal con un resorte, en principio no hay mayor diferencia salvo que el resorte ofrezca más o menos dificultad para transmitir un pulso ondulatorio, eso va a depender del tipo de resorte. 10.- La amplitud, la distancia vertical que hay entre la posición más alta y la posición más baja de la balsa dividido por dos. Periodo, tiempo que transcurre entre el momento que la balsa está en una posición alta, luego baja y vuelve a subir. Longitud de onda, la distancia horizontal que recorrió la balsa entre el momento que ocupa una posición alta y la vuelve a ocupar. Velocidad de propagación, rapidez con que la balsa cambia de una posición alta a otra alta consecutiva. Frecuencia, cantidad de veces que la balsa ocupa posiciones altas consecutivas. 11.- Amplitud de onda es la distancia que una partícula se separa de su posición de equilibrio en el fenómeno ondulatorio. Representa la energía que transporta la onda. 12.- Son cantidades directamente proporcionales, a mayor amplitud mayor es la energía que transporta la onda y viceversa. 13.- Practicamente no habrá pulso reflejado. 14.- La diferencia de densidades de los medios. En este caso el medio de propagación es menos denso que el nuevo medio. 15.- Va a depender de que diferencia de densidades haya. Si hay mucha diferencia, la onda se reflejará volviendo en sentido contrario, es decir las partículas ocuparán posiciones contrarias a las que tenían en un mismo lugar.
16.- La frecuencia no se modifica pues es dependiente del mecanismo de vibración de la onda, si la cuerda vibra a partir de la cuerda gruesa y luego se trasmite a la delgada, no hay motivo para que la cuerda delgada modifique su frecuencia, la que tiene depende la forma en que vibra la cuerda gruesa y si en ella no se modifica en la delgada tampoco.
17.- Si el sistema está formado solo por las dos ondas. Lo que sucede es que la energía se comporta como pulsos de energía, entonces la energía está variando de un mínimo (cero) cuando hay interferencias destructivas totales a un máximo cuando se producen interferencias constructivas totales (suma de las energías). No hay pérdida de energía total, en todo momento la energía resultante es la suma de las energías de las dos ondas. 18.- Se producen cada media longitud de onda y corresponden a instantes en que se producen interferencias destructivas totales. 19.- Las zonas donde se acumula azúcar corresponden a los lugares donde están los nodos y los espacios desocupados a los lugares donde hay antinodos. 20.-
5 puntos y corresponden a los nodos.
21.- Solo en el sentido, se podría decir que el pulso incidente va "por arriba" y el reflejado va "por abajo". Lo de arriba y abajo no se tome en forma literal, solo se refiere a posiciones contrarias. 22.- De todo tipo de ondas. En algunos tipos de ondas es más notorio que en otras, en cuerdas es muy notorio, en el sonido no es tan notorio, en la luz monocromática es bien notorio, en la luz blanca no es notorio. B Problemas 23.-
10 s
24.-
5 m/s
25.-
a) 28,8 cm/s; b) 0,2083333 s
26.- a) 2,4444 m/s; b) 2,9333 m 27.-
6x10 -7 m
28.- Si 3 m es una distancia horizontal. Entonces la longitud de onda es 6 m. Por lo tanto, la respuesta sería: 3,9 m/s 29.-
a) 545,454545.. m a 187,5 m; b) 3,409 m a 2,777.. m
30.-
a) 1.500 m/s; b) 10-6 s; c) 10-6 s (recuerden que una onda no cambia la
frecuencia - su periodo tampoco - al cambiar de medio)
31.-
a) 471,428 Hz; b) 235 ondas; c) 165 m
32.-
1348,2 m
33.- a) un cuarto; b) 0,72 s; c) 1,38888.. Hz 34.-
a) 2,377x10 -3 s; b) por debajo; c) a los 33 cm del punto donde se pulsa la cuerda
35.-
0,45 m/s
Sonido Preguntas
1. Jorge mantiene en la mano una barra de metal de 1 m y la golpea con un martillo; primero, en una dirección paralela a su
longitud; luego, en una dirección que forma un ángulo recto con la longitud de la barra. Describa las ondas producidas en los dos casos. 2. Repetidamente introduzca un dedo en un lavamanos lleno de agua para producir ondas circulares. ¿Qué le sucede a la longitud de onda si introduce el dedo más rápidamente? 3. ¿Qué le sucede al periodo de una onda si se incrementa su frecuencia? 4. ¿Qué le sucede a la longitud de onda si se incrementa la frecuencia? 5. Juan genera un pulso sencillo en un resorte estirado. ¿Cuánta más energía necesita para producir un pulso con el doble de amplitud? 6. El sonar es un dispositivo que permite la detección de ondas de sonido que se reflejan en el agua. Una región de agua tibia en un lago frío puede producir una reflexión, como también lo puede hacer el fondo del lago. ¿Cuál produciría un eco más fuerte?. Explique. 7. Usted puede hacer chapotear un poco de agua en una sartén poco profunda sólo si la agita con la frecuencia adecuada. Explique. 8. Las señales de radio AM tiene longitudes de onda entre 600 m y los 200 m, mientras que las señales FM las tienen alrededor de los 3m. Explique por qué las señales AM se pueden oír usualmente detrás de las colinas y no las de FM. 9. ¿Por qué algunos animales, como el murciélago, teniendo oídos mucho más pequeños y livianos pueden escuchar sonidos con frecuencias más altas que los humanos? 10. Si pone un oído bajo el agua en una tina, usted puede escuchar sonidos de otras partes de la casa o del edificio donde vive. ¿Por qué esto es cierto? 11. Un triquitraque se coloca al mismo nivel de un conjunto de cintas colgantes. Describa como se moverá el conjunto. 12. Cuando un timbre se coloca dentro de una campana conectada a una bomba de vacío y se remueve el aire, no se escucha sonido alguno. Explique. 13. En el siglo XIX, la gente ponía su oído sobre los rieles del ferrocarril para saber si venía algún tren. ¿Por qué era un buen método? 14. Cuando se cronometra una carrera de 100 m, los jueces tiene la instrucción de accionar sus cronómetros cuando vean el humo proveniente del disparo de partida y no cuando escuchen el sonido. Explique. ¿Qué pasaría con los tiempos cronometrados si se tomaron cuando se oye el disparo? 15. ¿El efecto Doppler se presenta para todo tipo de ondas, o sólo para algunas de ellas?
16. Las ondas sonoras con frecuencias mayores a las que puede ser detectadas por los humanos, llamadas ultrasonidos, pueden transmitirse a través del cuerpo humano. ¿Cómo podría usarse el ultrasonido para medir la velocidad del flujo de la sangre en las venas o en las arterias? 17. ¿Cómo puede el sonido de una nota emitida por una cantante de ópera causar la rotura o el vencimiento de un vaso de cristal? 18. ¿Cómo debe ser la longitud de un tubo abierto comparado con la longitud de onda del sonido para producir la resonancia más fuerte? 19. Explique por qué la vara del trombón cambia el tono de un sonido, empleando la idea de un trombón como un tubo de resonancia. 20. ¿Qué propiedad diferencia la nota tocada en una trompeta y en un clarinete si ambas tienen el mismo tono y volumen? 21. Un método común que se emplea para conocer la distancia a la que cayó un rayo, es contar el tiempo que transcurre entre el relámpago y el estruendo y dividir por tres. El resultado proporciona la distancia en kilómetros. Explique por qué funciona esta regla. 22. La velocidad del sonido se incrementa cuando la temperatura se incrementa. Para un sonido dado, cuando la temperatura se incrementa, ¿qué sucede con: a) la frecuencia?. b) la longitud de onda? 23. En una película de ciencia ficción, cuando una nave explota, las vibraciones del sonido casi destruyen una nave espacial cercana. Si usted fuera consultor científico en la película, ¿qué aconsejaría al productor? 24. Suponga que todas las bocinas de los autos emitieran sonidos con la misma frecuencia. ¿Cómo sería la frecuencia de la bocina de un auto cuando se mueve: a) aproximándose hacia usted?. b) alejándose de usted. 25. Un murciélago emite pulsaciones cortas de sonidos de alta frecuencia y detecta los ecos que se producen. a) ¿De qué manera se compararían los ecos producidos por insectos a la misma distancia pero de tamaños diferentes? b) ¿De qué manera se diferenciaría el eco de un insecto que vuela hacia el murciélago de otro que se aleja? 26. Si el tono de un sonido se incrementa, ¿cuáles son los cambios en: a) la frecuencia?, b) la longitud de onda?, c) la amplitud de la onda? 27. ¿Un sonido de 40 dB tiene un factor de 100 veces variaciones de presión mayor, que el umbral de la audición, o un factor de 40 veces mayor? Explique. 28. La velocidad del sonido se incrementa con la temperatura. ¿La frecuencia en un tubo cerrado se incrementará o disminuirá
cuando sube la temperatura? Suponga que la longitud del tubo no cambia. 29. Dos flautas están afinadas. ¿Si el director escucha que la frecuencia de las pulsaciones aumenta, las frecuencias de las flautas se estarán aproximando o separando más? 30. Un tubo de órgano cerrado genera cierta nota. Si se destapa el tubo para transformarlo en un tubo abierto, ¿se incrementa o disminuye el tono? ejercicios
1. Claudio escucha el sonido del disparo de un cañón 6 s luego de ver el destello. ¿A qué distancia se encuentra Claudio del cañón? 2. Se dispara un rifle en un valle formado por muros verticales. El eco producido por un muro se escucha 2 s luego del disparo. El eco del otro muro se oye 2 s luego del primer eco. ¿Qué ancho tiene el valle? 3. Si Karen aplaude y escucha el eco producido por una pared 0,2 s después, ¿a qué distancia está la pared? 4. Si la misma Karen grita en un cañón y escucha el eco 4 s después, ¿qué ancho tiene el cañón? 5. Una cámara fotográfica determina la distancia a la cual se encuentra el sujeto, enviando una onda de sonido y midiendo el tiempo que toma el eco en regresar a la cámara. ¿Qué tiempo gasta una onda de sonido para regresar a la cámara si hay un sujeto a 3 m? 6. Si la longitud de onda de un sonido de 4,4x10 2 Hz en agua fresca es de 3,3 m, ¿cuál es la velocidad del sonido en el agua? 7. Un sonido de frecuencia 442 Hz se propaga a través del acero. Se mide una longitud de onda de 11,66 m. Encuentre la velocidad del sonido en el acero. 8. El sonido emitido por los murciélagos tiene una longitud de onda de 3,5 mm. ¿Cuál es su frecuencia en el aire? 9. Se puede emplear ultrasonido de frecuencia 4,25 MHz para producir imágenes del cuerpo humano. Si la velocidad del sonido en el cuerpo es la misma que en agua salada, 1,5 k/s, ¿cuál es la longitud de onda? 10. La ecuación para el efecto Doppler de una onda sonora con velocidad v, que llega a un detector de movimiento es f’ = f((v + vd)/(v – vs)) donde vd es la rapidez del detector, vs es la fuente, f es la frecuencia de la fuente; f’ es la frecuencia del detector. Si el detector se mueve hacia la fuente, v d es positiva; si la fuente se mueve hacia el detector, v s es positiva. Un tren que se mueve hacia el detector a 31 m/s hace sonar un pito que produce ondas de 305 Hz. ¿Qué frecuencia se detecta por: a) un tren estacionario?, b) un tren moviéndose hacia el primer tren con rapidez 21 m/s?
11. El tren del problema anterior se está alejando del detector. ¿Qué frecuencia se detecta por: a) un tren estacionario?, b) un tren que se aleja del primero con una rapidez de 21 m/s? 12. Un diapasón tiene una frecuencia de 445 Hz. Cuando se golpea otro diapasón, se producen pulsaciones de frecuencia de 3 Hz. ¿Cuáles son las dos posibles frecuencias del segundo diapasón?
Sonido Preguntas
1. Cualquiera sea el caso es sonido lo que se propagará y como tal se propagará en forma longitudinal en toda la barra. 2. Si la velocidad de propagación de la onda permanece constante, la longitud de onda se acorta. 3. Disminuye. Recordemos que son cantidades inversamente proporcionales. 4. Si la velocidad de propagación de la onda permanece invariable, la longitud de onda se acorta. 5. El doble. La amplitud y la energía transportada son cantidades directamente proporcionales. 6. El fondo, ya que la trasmisión de una onda entre dos medios de densidades similares hace que se refleje "poca" cantidad de la onda, en cambio si los dos medios tienen densidades muy diferentes, de menor a mayor, se refleja practicamente toda la onda. 7. Si en los bordes del sarten se produce una interferencia constructiva, la amplitud aumenta y podría superar la altura a que se encuentra el borde. Si la sartén es muy profunda, el borde quedaría muy alto. 8. Las señales AM se dispersan más fácilmente que las FM, precisamente por tener mayor longitud de onda. Y al dispersarse pueden llegar a sectores en donde las FM no pueden hacerlo pues impactan con cerros e incluso edificios altos y se reflejan sin dispersarse tras el obstáculo. 9. Son más sensibles para captar pequeñas vibraciones del medio. 10. El agua está en contacto con otras partes de la casa que, en conjunto, forman un medio más denso que el aire. En un medio más denso el sonido se ve amplificado.
11. Las cintas colgantes se "contagiarán" con el movimiento de las láminas del triquitraque, por resonancia. 12. Porque en el vacío no se trasmite el sonido. 13. El riel es un medio sólido, allí el sonido se trasmite más rápido que en el aire. 14. Porque la "vista" es más rápida que el sonido. El humo es una imágen y como tal viaja a la velocidad de la luz, en cambio el sonido viaja a una velocidad que es muchísimo menor. 15. Para todo tipo de ondas, nosotros lo observamos con más facilidad en el caso del sonido, pero grandes descubrimientos astronómicos se deben al efecto Doppler de la luz que emiten las estrellas y otros cuerpos celestes. 16. Debido al efecto Doppler, la pequeña variación de la velocidad de la onda reflejada (la de ultrasonido que se envia a la vena o arteria) dará la información acerca de la velocidad de la sangre. 17. Si su frecuencia (del sonido de la cantante) alcanza el valor de la frecuencia natural del cristal se produce resonancia, se aumenta la amplitud de vibración de las partículas del cristal y, debido a su rigidez, se rompe. 18. Debe ser un múltiplo entero de la longitud de onda del sonido. Así se produce una onda estacionaria perfecta. 19. Porque permite cambiar la longitud del tubo. 20. El timbre. 21. Pues el sonido del trueno viaja aproximadamente un kilometro en tres segundos. 22. a) la frecuencia no se modifica ya que se toma como un cambio de medio, b) la amplitud de onda se incrementa proporcionalmente al incremento de velocidad. 23. Recordarle que en el vacio no se trasmite el sonido por lo uqe la nave no puede explotar debido a vibraciones sonoras. 24. a) Si se aproxima su frecuencia es más alta; b) si se aleja su frecuencia es más baja. Ambas respuestas se deben al efecto Doppler en el sonido. 25. a) Un objeto más grande emite más eco, por tanto el murciélago escucha un sonido más intenso en ese caso, b) si se acerca su frecuencia es más alta que si se aleja. 26. a) aumenta, b) disminuye, c) no se ve afectada 27. Un decibel corresponde a la variación de 2,5 veces la presión del medio. 28. La frecuencia no cambia. 29. Se están separando. 30. Disminuye pues ya no se escuchará la onda reflejada en el fondo del tubo. ejercicios
1. 2040 m aproximadamente
2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
680 m 34 m 680 m 0,0176 s 1452 m/s 5.153,72 m/s 97.142,857 Hz
9. 3,529x10 -4 m
10. a) 305 Hz, b) 1.586 Hz 11. a) 305 Hz, b) 58,65 Hz 12. 448 o 442 h
ONDAS Y SONIDO
1. ¿Qué es lo característico de una onda?.
2. ¿Cuál es el período de un péndulo que tarda un segundo en realizar un viaje de ida y vuelta? 3. Considera un péndulo cuyo período es de 1,5 segundos. ¿Es más largo a más corto que el péndulo de la pregunta anterior? 4. Señala la diferencia que existe entre los siguientes términos de una onda: amplitud, cresta, valle y longitud de onda. 5. ¿Se mueve con una onda el medio que la transmite?. Justifique. 6. Cuando aumenta la frecuencia del sonido, ¿aumenta o disminuye su longitud de onda?. De un ejemplo. 7. Señala la diferencia que existe entre una onda transversal y una onda longitudinal. 8. Señala la diferencia que existe entre interferencia constructiva e interferencia destructiva. 9. Cuando una fuente de ondas se aproxima al receptor, ¿en qué cantidad detecta un aumento el receptor: en la frecuencia, en la rapidez o en ambas? 10. ¿Cuál es la fuente de todo sonido? 11. ¿Cómo se relaciona el tono con la frecuencia? 12. ¿Cuál es el intervalo promedio que detecta el oído humano? 13. Señala la diferencia que existe entre infrasonido y ultrasonido. 14. La luz puede propagarse en el vacío, como queda demostrado por el hecho de que podemos ver el sol y la luna. ¿El sonido también, puede propagarse en el vacío? 15. ¿A qué se debe que el sonido se propague más aprisa en los sólidos y en los líquidos que en los gases? 16. ¿A qué se debe que al dejar caer al suelo objetos distintos, éstos produzcan sonidos distintos? 17. ¿Qué significa decir que todo tiene una frecuencia natural de vibración? 18. Mencione tres aplicaciones del ultrasonido. 19. ¿Cuál es la diferencia entre pulso y onda?
20. ¿Qué le sucede al período de un objeto vibrante si triplicamos su frecuencia? 21. Si una onda vibra dos veces por segundo y se desplaza una distancia de 20 cm por segundo, ¿cuál fue su frecuencia?, ¿cuál es su rapidez? 22. ¿Sería correcto decir que el efecto Doppler es el cambio aparente de la rapidez de una onda debido al movimiento de la fuente o del receptor? 23. Cuando ves pasar un avión a gran altura como parece que el sonido proviniese de un lugar situado detrás de la nave y no de la posición que ocupa cuando la vemos. ¿A qué se debe esto? 24. Si estás en las gradas de una pista de carreras y te encuentras lejos de la posición de salida, verás el humo del revólver del juez de línea antes de oír su sonido. ¿Por qué? 25. ¿Por qué las personas que van a la retaguardia de un largo desfile que siguen a una banda musical no marchan al mismo paso que los que van adelante? 26. Supón que ves a lo lejos un granjero que hunde una estaca en tierra con un mazo. Supón que el granjero golpea la estaca a un ritmo regular de un golpe por segundo. Finalmente, supón que el sonido que escuchas coincide exactamente con los golpes que ves dar. Entonces, cuando el granjero deja de martillar, oyes un golpe más. ¿A qué distancia se encuentra, de ti, el granjero?..... y.... ¿si se escucharan tres golpes más? 27. ¿Qué alteraciones sufre la presión del aire en cierto punto cuando por él pasa una onda sonora? 28. Si fijas el mango de un diapasón a una caja de madera con la forma de una caja de zapatos, pero con sus paredes abiertas, se produce un sonido más intenso al golpear el diapasón que si éste se sujeta con la mano. ¿A qué se debe esto?. Justifica. 29. La cítara, instrumento musical de la India, tiene un conjunto de cuerdas que vibran y producen música a pesar de que el músico jamás las tañe. Dichas "cuerdas simpáticas" son idénticas a las cuerdas que se tañen y están montadas debajo de éstas. ¿Cómo explicas esto? 30. La luz proveniente de un punto al lado izquierdo del Sol tiene una frecuencia ligeramente mayor que la luz que proviene de un punto a
la derecha. ¿Qué nos dicen estas mediciones acerca del movimiento del Sol? Ref: Física Conceptual, Paul Hewitt. 1. Que transporta energía. 2. Un segundo. 3. Más largo. 4. Amplitud: distancia comprendida entre una cresta o valle hasta la posición de equilibrio. Cresta: distancia máxima (hacia arriba, o en un sentido) de separación de una partícula que vibra, respecto a su posición de equilibrio. Valle: distancia máxima (hacia abajo, o en sentido contrario a la cresta) de separación de una partícula que vibra, respecto a su posición de equilibrio). Longitud de onda: distancia comprendida entre dos crestas, o dos valles, consecutivos; también se puede decir que es la distancia comprendida entre dos puntos de una onda que tienen posiciones congruentes en forma consecutiva. 5. No, en el sentido que se desplace con la onda, lo que hace el medio, cuando por el se produce una onda, es vibrar en su lugar. 6. Si aumenta la frecuencia, disminuye la longitud de onda. 7. En la onda transversal el sentido del movimiento de vibración del medio es perpendicular a la dirección de propagación de la onda. En la onda longitudinal son paralelos. 8. En la interferencia constructiva al sumarse las energías que portan las ondas se obtiene una energía máxima. En la interferencia destructiva se obtiene una energía mínima, que incluso puede ser cero si las ondas tienen la misma amplitud. 9. En la frecuencia. 10. La fuente que vibra. También se comportan como fuentes sonoras los bordes u orificios mediante el fenómeno de la difracción. 11. A mayor frecuencia el tono del sonido es más agudo. A menor frecuencia el tono del sonido es más grave. 12. De 20 Hz a 20.000 Hz 13. Infrasonido son sonidos con frecuencias menores a 20 Hz y ultrasonido son con frecuencias superiores a 20.000 Hz.
14. No, el sonido no se propaga en el vacío. No existen partículas materiales. 15. Las partículas están más cohesionadas. 16. Porque cada objeto tiene su propia frecuencia natural. 17. Que todo cuerpo tiene una particular frecuencia de vibración. Todo cuerpo está constituido por una estructura atómica y ellos, los átomos, vibran pues poseen energía de vibración y es inevitable en condiciones normales. 18. Animales como el murciélago lo usan para desplazarse, cazar y otras necesidades que tienen. En medicina, para medir latidos del corazón de un feto, por ejemplo. ....... 19. Pulso, es generado por una única vibración. Onda es una secuencia de pulsos. 20. Disminuye a la tercera parte. Recordemos que son cantidades inversamente proporcionales. 21. Su frecuencia es 2 Hz. Su rapidez es 20 cm/s. 22. Si. Se estaría en lo correcto. En realidad al decir cambio aparente se ajusta a la idea de velocidad relativa. La onda tiene una velocidad relativa al observador. 23. Hay un par de factores, el principal es el hecho de que el medio (aire) tiene zonas de diferentes temperaturas y se comportan como diferentes medios, por lo tanto la onda sonora que proviene del avión se refracta cada vez que cambia de medio y, al final, resulta difícil determinar la procedencia del sonido. Por lotro lado está el efecto Doppler, que justifica el hecho de que el sonido que emite el avión va quedando "atrás". 24. Por que el humo se "ve" a la velocidad de la luz, el estallido del disparo viaja a la velocidad del sonido. 25. Porque escuchan el sonido más tarde que los que van adelante. 26. A 340 m, suponiendo que ahí la velocidad del sonido es 340 m/s. Si se escuchan tres golpes más, entonces está a una distancia de 1.020 m. 27. Aumenta la presión.
28. La caja vibra mucho más que la mano. La mano amortiguaría la vibración del diapasón, la caja lo amplifica. 29. Se produce el fenómeno de resonancia entre dos cuerdas consecutivas. También se puede lograr en una guitarra común y corriente. 30. Que el sector del lado izquierdo del sol gira hacia la Tierra, mientras que el sector que está a la derecha se aleja de la Tierra. Ref: Física Conceptual, Paul Hewitt.
