TALLER 1
Resuelve los siguientes problemas: 1º Calcula el tiempo que emplea el sonido en recorrer 1.5 km. a. En el air aire a 0 ºC ºC b. En el aire aire a 15 15 ºC ºC c. En al agua Solución:
a. t
=
# "
1500 m m !!1. s
=
= 4.52
s
b. " t
= "o + 0.$t = !!1.
=
# "
m s
+ 0.$
=
1500 m m !40. s
= 4.4
s
=
1500 m m 1450 s
= 1.0!
s
(15 º C) = !40. m sº C s m
c. t
=
# "
2º %ura %urante nte la tempe tempest stad ad se escuc escuc&a &a un truen trueno o ' s despu despu(s (s de &aber &aberse se percibi percibido do el rel)mpago. *+ que distancia ca,- el ra,o #
= "t = !40
m s
( ' s) = 220
m
!º /n barco barco emite emite simult)ne simult)neame amente nte un sonido sonido dentro dentro del del agua , otro en el el aire. i otro barco detecta los sonidos con una dierencia de ! s *a qu( distancia est)n los barcos En el aire: t1
=
# "
=
# !40
En el agua:
t2
#
=
"
t1 − t 2 !
=
#
=
=
=
# 1450 #
!40 111 #
#
−
1450
43!00 ( !)( 43!00 )
= 1!!2 .4!
111
m
4º u( longitud de onda corresponde para una onda sonora cu,a recuencia es de 20 000 s 1 , se propaga con una velocidad de !40 m6s
λ = "7 =
"
!40 m
=
s
20000 s
−1
= 0.01 m = 1. cm
5º Ciertas ondas ultras-nicas que se propagan en el aire tienen una longitud de onda de !.' # 10 m. *Cu)l es su recuencia "
λ=
⇒ =
"
λ
=
!40 m
×
!.' 10
s
−
m
= '.35 × 10
'
s
−1
$º 8a longitud de onda del sonido de m)s ba9a recuencia que puede percibir el &ombre es de 1 m. *Cu)l es esta recuencia
=
"
λ
=
!40 m 1 m
s
= 20
s
−1
º Calcula la masa molecular del o#geno teniendo en cuenta que la velocidad del sonido en el o#geno a 0 ºC ;2! º<= de temperatura es de !1 m6s >? " ? !1 m6s 7 ? 2! < γ R7
" =
"
2
>
=
>=
γ R7 >
γ R7 "2
=
(14)( '!1)( 2!) !12
> ? 00!2 kg6mol
'º Calcula la velocidad del sonido en el aire a !0 ºC ;!0! º<= , una atm-sera de presi-n ;masa molecular del aire > ? 2'.' # 10 ! kg6mol=. m s
= "o + 0.$t = !!1.
"
+ 0. $
m ( !0 º C) sº C
= !43
m s
3º /n barco emite un sonido dentro del agua , al cabo de $ s recibe el eco del sonido que se rele9a en el ondo. *+ qu( proundidad est) el ondo
= "t = 1450
,
m s
( ! s) = 4!50
m
10º *Cu)l es la proundidad de un &ueco si al de9ar caer una piedra dentro de (l se escuc&a el golpe en el ondo despu(s de 5 s
2, t 1 = g t = , 2 " t + t = 5 1 2 t1 + t 2 2, g
2
0=
,
2
,2 "
2
, "
+
=5
, " 2
, = 5 − "
= 25 − 10
g
,
= 5−
2, g
2,
2
2, g
=
− 10
, "
, "
− 10", − 2,
,2
+
−
"2
2, g
"2 g
− 10( !40) , − 2,
+ 25
+ 25" 2 = 0 ( !40 ) 2 10
+ 25( !40 ) 2 = 0
− !400 , − 2!120 , + 2'30000 = 0 , − 2$520 , + 2'30000 = 0 − b ± b2 − 4ac 2$520 ± ( − 2$520 ) 2 − 4(1)( 2'30000) ,= = ,2 2
,
=
2a 2$520 ± $3150400
=
2 2$520 ± 2$!01.15
2 2 2$520 + 2$!01.15 ,1 = = 2$410.$ m 2 2$520 − 2$!01.15 ,2 = = 103.4 m 2 ⇒ , = 103.4 m
11º /n carro via9a &acia una monta@a con una velocidad de !$ km6&A &ace sonar el pito , recibe el eco a los ! s. *+ qu( distancia est) de la monta@a "auto
= !$
km &
= 10
m s
=! s #=
t
"total #
= "sonido + "auto = !40 − 10 = !50
= "t = !50
m × 1 .5 s s
= 525
m s
m
12º Entre dos barcos + , B que distan 200 m &a, una rocaA estos emiten simult)neamente dos sonidos los cuales son rele9ados por dic&a roca. i el barco + recibe el eco 0.2 s despu(s de &aberlo recibido B *a qu( distancia del barco + est) la roca
t + 0.2 # " = 2 200 − # = " t 2 2# = "t + 0.2" 400 − 2 # = "t 2# − 0.2" = "t 400 − 2 # = "t
(1) ( 2)
gualando las ecuaciones ;1= , ;2=: 2 # − 0. 2 "
= 400 − 2# 4 # = 400 + 0.2" 400 + 0.2" 400 + 0.2( !40 ) #= = = 11 4
4
m
