Cap 17 y 18 [PDF]

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NOMBRE: Valentina Tafur Arias CODIGO: 6191516 TALLER CAP 17 Y 18



CAPITULO 17 1. Suponga que usted escucha el chasquido de un trueno 16.2 s después de ver el relámpago asociado. La rapidez del sonido en el aire es de 343 m/s, y la rapidez de la luz en el aire es de 3.00 108 m/s. ¿Qué tan lejos está del relámpago? ¿Necesita saber el valor de la rapidez de la luz para responder? Explique.



2. Encuentre la rapidez del sonido a través del mercurio, que tiene un módulo volumétrico de 2.80x10^10 N/m2 y una densidad de 13 600 kg/m3 .



3. Un delfín en agua de mar, a una temperatura de 25°C, da un chirrido. ¿Cuánto tiempo pasa antes de que escuche un eco desde el fondo del océano, 150 m abajo?



4. Una onda sonora en el aire tiene una amplitud de presión igual a 4.00 X10-3 N/m2 . Calcule la amplitud de desplazamiento de la onda a una frecuencia de 10.0 kHz



5. Una onda sonora sinusoidal se describe mediante la función de onda de desplazamiento s1x, t2 12.00 mm2 cos 3 115.7 m 1 2x 1858 s 1 2t4 a) Encuentre la amplitud, longitud de onda y rapidez de esta onda. b) Determine el desplazamiento instantáneo del equilibrio de los elementos de aire en la posición x 0.050 0 m en t 3.00 ms. c) Determine la máxima rapidez del movimiento oscilatorio del elemento.



6. A medida que cierta onda sonora viaja a través del aire, produce variaciones de presión (arriba y abajo de la presión atmosférica) conocidas por $P 1.27 sen (Qx 340Qt) en unidades del SI. Encuentre: a) la amplitud de las variaciones de presión, b) la frecuencia, c) la longitud de onda en el aire y d) la rapidez de la onda sonora



7. Dos bocinas pequeñas emiten ondas sonoras de diferentes frecuencias, por igual, en todas direcciones. La bocina A tiene una salida de 1.00 mW, y la bocina B tiene una salida de 1.50 mW. Determine el nivel sonoro (en decibeles) en el punto C de la figura P17.26, si supone que a) sólo la bocina A emite sonido, b) sólo la bocina B emite sonido y c) ambas bocinas emiten sonido.



8. Un cohete explota a una altura de 100 m sobre el suelo. Un observador en el suelo, directamente abajo de la explosión, experimenta una intensidad sonora promedio de 7.00X10-2 W/m2 durante 0.200 s. a) ¿Cuál es la energía sonora total de la explosión? b) ¿Cuál es el nivel sonoro (en decibeles) que escucha el observador?



9. Un conductor viaja hacia el norte sobre una autopista con una rapidez de 25.0 m/s. Una patrulla de caminos, que viaja hacia el sur con una rapidez de 40.0 m/s, se aproxima con su sirena produciendo sonido a una frecuencia de 2 500 Hz. a) ¿Qué frecuencia observa el conductor mientras se aproxima la patrulla? b) ¿Qué frecuencia detecta el conductor después de que lo rebasa la patrulla? c) Repita los incisos a) y b) para cuando la patrulla viaje hacia el norte



10. De pie en un crucero, usted escucha una frecuencia de 560 Hz de la sirena de una ambulancia que se aproxima. Después de que la ambulancia pasa, la frecuencia observada de la sirena es de 480 Hz. Determine la rapidez de la ambulancia a partir de estas observaciones.



11. En un estadio cerrado se realiza un espectáculo familiar en hielo. Los patinadores actúan con música a un nivel de 80.0 dB. Este nivel es muy bajo para su bebé, quien llora a 75.0 dB. a) ¿Qué intensidad sonora total absorbe usted? b) ¿Cuál es el nivel sonoro combinado?



12. La potencia de salida de cierta bocina pública es de 6.00 W. Suponga que transmite por igual en todas direcciones. a) ¿Desde la bocina a qué distancia el sonido sería



doloroso al oído? b) ¿A qué distancia, desde la bocina, el sonido sería apenas audible?



CAPITULO 18 1. Dos ondas en una cuerda se describen mediante las funciones de onda y2 14.0 cm2 sen 15.0x 2.0t2 y1 13.0 cm2 cos 14.0x 1.6t2 donde y y x están en centímetros y t en segundos. Encuentre la sobreposición de las ondas y 1 y 2 en los puntos a) x 1.00, t 1.00; b) x 1.00, t 0.500; y c) x 0.500, t 0. (Recuerde que los argumentos de las funciones trigonométricas están en radianes.)



2. Dos bocinas idénticas se colocan en una pared separadas 2.00 m. Un escucha está de pie a 3.00 m de la pared, directamente enfrente de una de las bocinas. Un solo oscilador activa las bocinas a una frecuencia de 300 Hz. a) ¿Cuál es la diferencia de fase entre las dos ondas cuando llegan al observador? b) ¿Qué pasaría si? ¿Cuál es la frecuencia más cercana a 300 Hz a la cual el oscilador se ajusta de tal modo que el observador escuche sonido mínimo?



3. Dos bocinas idénticas se activan mediante el mismo oscilador de 200 Hz de frecuencia. Las bocinas se ubican en un poste vertical a una distancia de 4.00 m una de otra. Un hombre camina directo hacia la bocina inferior en una dirección perpendicular al poste, como se muestra en la figura P18.7. a) ¿Cuántas veces escuchará un mínimo en la intensidad sonora? b) ¿A qué distancia está del poste en estos momentos? Considere que la rapidez del sonido es de 330 m/s e ignore cualquier reflexión de sonido producida por el suelo.



4. Dos ondas sinusoidales que viajan en direcciones opuestas interfieren para producir una onda estacionaria con la función de onda y 11.50 m2 sen 10.400x2 cos 1200t2 donde x está en metros y t en segundos. Determine la longitud de onda, frecuencia y rapidez de las ondas que interfieren



5. Dos bocinas idénticas se activan en fase mediante un oscilador común a 800 Hz y se enfrentan mutuamente a una distancia de 1.25 m. Ubique los puntos a lo largo de la línea que une las dos bocinas donde se esperarían mínimos relativos de amplitud de presión sonora. (Use v = 343 m/s.)



6. Dos ondas sinusoidales en una cuerda se definen mediante las funciones y2 12.00 cm2 sen 125.0x 40.0t2 y1 12.00 cm2 sen 120.0x 32.0t2 donde y1, y2 y x están en centímetros y t en segundos. a) ¿Cuál es la diferencia de fase entre estas dos ondas en el punto x =5.00 cm en t =2.00 s? b) ¿Cuál es el valor x positivo más cercano al origen para el que las dos fases difieren por Q en t =2.00 s? (Esta es una posición donde las dos ondas suman cero.)



7. Encuentre la frecuencia fundamental y las siguientes tres frecuencias que podrían causar patrones de onda estacionaria en una cuerda que tiene 30.0 m de largo, masa por unidad de longitud de 9.00 103 kg/m y se estira a una tensión de 20.0 N.



8. Problema de repaso. Una esfera de masa M se sostiene mediante una cuerda que pasa sobre una barra horizontal ligera de longitud L (figura P18.23). Se conoce que el ángulo es V y que f representa la frecuencia fundamental de ondas estacionarias en la porción de la cuerda sobre la barra, determine la masa de esta porción de la cuerda



9. Calcule la longitud de un tubo que tiene una frecuencia fundamental de 240 Hz, si supone que el tubo está a) cerrado en un extremo y b) abierto en ambos extremos.