= 1,0 m/s la velocidad de propagación de la onda en la cuerda (2), determine la distancia
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- Rubén de la Fuente Herrera
- hace 7 años
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1 TALLER DE CIENCIAS PARTE FÍSICA COMÚN Figura para el ejercicio 1 al 4 1. Si sabemos que en la cuerda (1) la velocidad de propagación de la onda es v = 1,5 m/s, y que la longitud de onda vale λ = 30 cm, responda: a) Cuál es la recuencia a la cual oscila un punto cualquiera de la cuerda (1)? b) Qué tiempo tarda la mano de la persona en realizar una oscilación completa? c) Cuántas vibraciones por segundo eectúa el punto de unión de ambas cuerdas? d) Cuál es la recuencia de la onda que se propaga en la cuerda (2)? 2. Siendo v 2 = 1,0 m/s la velocidad de propagación de la onda en la cuerda (2), determine la distancia entre dos crestas consecutivas en dicha cuerda. 3. Considere que un pulso es producido por la mano, en un instante determinado, en el punto inicial de la cuerda (1). Sabiendo que la longitud de cada cuerda es igual a 120 cm, cuánto tiempo tardará este pulso en llegar al extremo de la cuerda (2) unida a la pared?(considere la velocidad de la onda en la cuerda (1) de 1,5 m/s y de 1,0 m/s en la cuerda (2)) 4. Suponga que aumentamos la recuencia de oscilación de la mano de la persona. En estas condiciones: a) La recuencia de la onda en la cuerda (1), aumentará, disminuirá o no se alterará? Y la recuencia de la onda en la cuerda (2)? b) Los valores de v 1, y v2 se modiicarán? Explique. c) Los valores de las longitudes de onda en ambas cuerdas, aumentarán, disminuirán o no cambiarán?
2 Problemas de selección múltiple 1. En la cuerda (1) de la igura, la velocidad de propagación de la onda es 1,5 m/s y la longitud de onda es 30 cm Figura para pregunta 1 y 2 de selección Múltiple Cuánto tarda la máquina llamada uente generadora de ondas en realizar una oscilación completa? A) 0,1 s B) 0,2 s C) 0,3 s D) 0,4 s E) 0,5 s Solución Datos v 1,5 m / s 0,3m De la ecuación undamental v 1,5 v. 5Hz 0,3 Usemos, ahora, el hecho de que 1 1 T 0,2s 5 2. Si la longitud de onda en la cuerda (2) es 10 cm, la velocidad de propagación de la onda en la cuerda (2) es A) 2 m/s B) 1,5 m/s C) 1 m/s D) 0,5 m/s E) 0,1 m/s Solución: como la recuencia se transmite íntegramente de una cuerda a otra tenemos los siguientes datos Datos 5Hz 10cm 0,1m De la ecuación undamental v. v 0,1.5 0,5 m / s
3 3. Dos ondas de igual recuencia necesariamente tienen: I. Igual velocidad de propagación II. Igual período III. Igual amplitud Es (son correcta(s): A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) I y II E) Todas 4. La característica undamental del sonido es que: I. Transporta energía II. Transporta materia III. Transporta energía o materia Son correctas: A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) I y II E) Ninguna de las anteriores 5. si la velocidad de la onda es de 20 m/s y el periodo de dicha oscilación es de T = 2 s, entonces la longitud de la onda es: A) 10 m B) 20 m C) 30 m D) 40 m E) 50 m Solución como el periodo de la onda T = 2 s eso implica que la longitud de onda v 20 usamos la relación undamental de las ondas v. de donde 40m 0,5 1 0,5Hz. Ahora 2
4 SOLUCIONES PARTE DESARROLLO 1. Datos del problema v 1,5 m / s 30cm 0,3m Recuerde que 1 m= 100 cm. Por tanto si desea transormar cm a metros debe dividir por 100 a) recordemos la relación undamental, de las ondas v. de donde v Reemplazando por los datos del problema obtenemos 1,5 m / s 0,3m 5Hz Recuerde que 1 ciclo/s o 1/s se conoce como un Hz (hertz) b) La mano de la persona oscila con la misma recuencia que la cuerda. De hecho la mano de la persona es la que transmite la perturbación a la cuerda. Así el periodo T del movimiento oscilatorio de la mano(tiempo que tarda en realizar una oscilación completa) viene dado por el reciproco de la recuencia; a saber T 1 1 0,2s 5Hz c) Recuerde que la recuencia se transmite íntegramente de una cuerda a otra. De este modo y en particular el punto de unión de las cuerdas (nudo) oscila a la misma recuencia que las cuerdas, 5 Hz. d) Por lo dicho en el punto anterior = 5 Hz.
5 2. la distancia entre 2 crestas o máximos sucesivos en una onda corresponde a la longitud de onda (lambda). De la relación undamental v. obtenemos que v 1 m / s 5Hz 0,2m 3. como la velocidad de la onda es constante en un medio dado, podemos decir que por lo tanto distancia recorrida Velocidad de la onda = tiempo transcurrido distancia recorrida tiempo transcurrido velocidad de la onda Ahora analicemos cada cuerda por separado tiempo que tarda la onda en recorrer la cuerda 01 1,2m 0,8s 1,5 m / s Recuerde que 120cm =1,2 tiempo que tarda la onda en recorrer la cuerda 02 1, 2m 1, 2s 1,0 m / s luego el tiempo total que demora la onda en recorrer ambas cuerdas es 0,8 s+ 1,2 s= 2,0 s 4. a) aumentaran ambas recuencias (cuerda (1) y cuerda(2)) hasta alcanzar la nueva recuencia proporcionada por la mano del experimentador b) No se modiicaran pues la velocidad de la onda en un medio como la cuerda solo depende de la tensión y densidad de la cuerda. c) Como las recuencias aumentan, las longitudes de onda disminuyen en la misma proporción y la velocidad de la onda como ya dijimos permanece constante ( v. ) Claves problemas de selección múltiple 1. B 2. D 3. B 4. A 5.D
Ondas. A) la misma longitud de onda. B) una longitud de onda menor. C) una longitud de onda mayor. D) un período mayor. E) un período menor.
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