Problemas de Ondas Sonora AP Física B de PSI

Transcripción

1 Problemas de Ondas Sonora AP Física B de PSI Nombre Multiopción 1. Dos fuentes de sonido S 1 y S 2 producen ondas con frecuencias de 500 Hz y 250 Hz. Cuando se compara la velocidad de la onda 1 a la velocidad de la onda 2 el resultado es: (A) El doble de mayor (B) La mitad de lo mayor (C) Lo mismo (D) Cuatro veces mayor (E) Un cuarto de l mayor 2. Cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera acerca de la velocidad del sonido en tres materiales diferentes: el aire, el agua, y el acero? (A) V aire > V agua > V acero (B) V aire > V agua = V acero (C) V aire = V agua < V acero (D) V aire < V agua > V acero (E) V aire < V agua < V acero 3. Una fuente de sonido S irradia una onda de sonido en todas las direcciones. La relación entre las distancias es SA = AB = BC = CD. Cuál de los siguientes puntos oscila a la frecuencia más alta? (A) Punto A (B) Punto B (C) Punto C (D) Punto D (E) Todos los puntos tienen la misma frecuencia

2 4. Una fuente de sonido S irradia una onda de sonido en todas las direcciones. La relación entre las distancias es SA = AB = BC = CD. Cuál de los siguientes puntos oscila con mayor intensidad? (A) Punto A (B) Punto B (C) Punto C (D) Punto D (E) Todos los puntos tienen la misma intensidad 5. El volumen de una onda sonora incrementa con el aumento de lo siguiente: (A) Frecuencia (B) Amplitud (C) Periodo (D) Longitud de onda (E) Velocidad del sonido 6. Una onda de sonido viaja del aire al agua. Cuál de los siguientes no cambia? (A) Frecuencia (B) Amplitud (C) Velocidad de las partículas (D) Longitud de onda (E) Velocidad del sonido 7. Una onda de sonido resuena en un tubo con los extremos abiertos. Cuáles son las longitudes de onda de las tres frecuencias de resonancias más bajas generadas en el tubo? (A) L, 2L, 3L (B) 2L, L, 2L/3 (C) L/2, L/3, L/5 (D) L/3, L/5, L/7 (E) 4L, 4L/3, 4L/5 8. La frecuencia más baja en un tubo abierto es de 300 Hz. Cuáles son las tres frecuencias que resuenan en el tubo? (A) 600Hz, 900Hz, 1200Hz (B) 100Hz, 200Hz, 400Hz (C) 250Hz, 500Hz, 750Hz (D) 150Hz, 450Hz, 850Hz (E) 50Hz, 100Hz, 150Hz 9. La frecuencia más baja en un tubo abierto es de 200 Hz. Cuál de las siguientes frecuencias resonarán en el tubo? (A) 50Hz (B) 100Hz (C) 150Hz (D) 250 Hz (E) 400Hz 10. Una onda de sonido resuena en un tubo abierto con una longitud de 2m. Cuál es la longitud de onda de la onda? (A) 0,5 m (B) 1,0 m (C) 1,5 m (D) 2,0 m (E) 2,5 m

3 11. Una onda de sonido resuena en un tubo abierto con una longitud de 4m. Cuál es la frecuencia de resonancia? (V sonido = 340 m/s) (A) 85 Hz (B) 170 Hz (C) 340 Hz (D) 510 Hz (E) 680 Hz 12. Una onda de sonido resuena en un tubo abierto con una longitud de 3m. Cuál es la longitud de onda de la onda? (A) 1,5 m (B) 2,0 m (C) 2,5 m (D) 3,0 m (E) 6,0 m 13. Una onda de sonido resuena en un tubo abierto con una longitud de 1,5 m. Cuál es la frecuencia de resonancia? (V sonido = 340 m/s) (A) 85 Hz (B) 170 Hz (C) 340 Hz (D) 510 Hz (E) 680 Hz 14. Una onda de sonido resuena en un tubo con un extremo abierto. Cuáles son las longitudes de ondas de las tres frecuencias de resonancias mas bajas en el tubo? (A) L, 2L, 3L (B) L, 2L, 2L/3 (C) L/2, L/3, L/5 (D) L/3, L/5, L/7 (E) 4L, 4L/3, 4L/5

4 15. La frecuencia más baja en un tubo cerrado es de 300 Hz. Cuáles son las tres frecuencias que resuenan en el tubo? (A) 600Hz, 900Hz, 1200Hz (B) 100Hz, 200Hz, 400Hz (C) 250Hz, 500Hz, 750Hz (D) 900Hz, 1500Hz, 2100Hz (E) 50Hz, 100Hz, 150Hz 16. La frecuencia más baja en un tubo cerrado es de 400 Hz. Cuál de las siguientes frecuencias resonarán en el tubo? (A) 500Hz (B) 1000Hz (C) 1200Hz (D) 2500 Hz (E) 3000Hz 17. Dos fuentes de sonido generan tonos puros de 70 Hz y 80 Hz. Cuál es la frecuencia de batimiento? (A) 5Hz (B) 10Hz (C) 15Hz (D) 20Hz (E) 25Hz 18. Una onda de sonido resuena en un tubo cerrado con una longitud de 1,5 m. Cuál es la longitud de onda de la onda? (A) 1,5 m (B) 2,0 m (C) 2,5 m (D) 3,0 m (E) 6,0 m 19. Una onda de sonido resuena en un tubo cerrado con una longitud de 3,5 m. Cuál es la longitud de onda de la onda? (A) 1,5 m (B) 2,0 m (C) 2,5 m (D) 3,0 m (E) 6,0 m

5 20. Una onda de sonido resuena en un tubo cerrado con una longitud de 2,5 m. Cuál es la frecuencia de resonancia? (V sonido = 340 m/s) (A) 85 Hz (B) 170 Hz (C) 340 Hz (D) 510 Hz (E) 680 Hz 21. Dos fuentes de sonido generan tonos puros de 115 Hz y 130 Hz. Cuál es la frecuencia de batimiento? (A) 5Hz (B) 10Hz (C) 15Hz (D) 20Hz (E) 25Hz 22. Dos fuentes de sonido producen ondas de frecuencias poco diferentes. Qué pasa con el batimiento de frecuencia si la frecuencia del tono más bajo aumenta? (A) Aumenta (B) Disminuye (C) Sigue siendo lo mismo (D) Aumenta y luego disminuye (E) Disminuye y luego aumenta 23. Una fuente de sonido se acerca a un observador en reposo a una velocidad constante de 34 m/s. Si la frecuencia de la fuente fija es de 90 Hz, cual es la frecuencia escuchada por el observador? (A) 90 Hz (B) 100 Hz (C) 180 Hz (D) 270 Hz (E) 360 Hz 24. ) Un avión se aleja de un observador en reposo a una velocidad constante de 340 m/s. La frecuencia de la onda sonora del avión estacionario es de 780 Hz. Cuál es la frecuencia escuchada por el observador? (V sonido = 340 m/s) (A) 1560 Hz (B) 780 Hz (C) 390 Hz (D) 195 Hz (E) 0 Hz

6 25. Dos altavoces generan ondas de sonido con frecuencias de 680 Hz. Cuál es la distancia adicional recorrida por la segunda onda, si un observador parado no detecta sonido en el punto P? (A) 0,8 m (B) 1,2 m (C) 1,5 m (D) 1,6 m (E) 1,8 m 26. Una fuente de sonido se mueve a una velocidad constante V obj y genera una onda de sonido. La velocidad del sonido es V sonido. Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta acerca de la dirección y magnitud de la velocidad de la fuente? Dirección (A) A la derecha (B) A la derecha (C) A la derecha (D) A la izquierda (E) A la izquierda Magnitud V obj > V sonido V obj < V sonido V obj = V sonido V obj > V sonido V obj < V sonido

7 Free Response 1) Dos altavoces separados por una distancia d = 0,5 m se colocan en una distancia L = 2m del eje. Los altavoces generan ondas con la misma frecuencia f = 1360Hz y amplitud A. Las ondas oscilan en fase. Cuando un micrófono se mueve en paralelo al eje-y es capaz de detectar puntos sin sonido o de sonido de máximo amplitud. (V sonido = 340 m/s) a. Determina la longitud de onda de las ondas sonoras. b. Determina el desplazamiento angular entre el máximo central y el máximo de primer orden. c. Determina la distancia desde el origen hasta el primer punto donde el micrófono detecta ningún sonido. d. Si los altavoces oscilan en fase contraria, cual es la nueva distribución en el patrón de interferencia?

8 2) Un grupo de estudiantes en un laboratorio de física realizan una serie de experimentos con un conjunto de tubos y diapasón. En el primer experimento utilizan un tubo cuya longitud puede ser extendido. La longitud del tubo cuando el sonido resuena por primera vez es de 0,5 m. (V sonido = 340 m/s) a) Determina la longitud de onda de la onda sonora. b) Determina la frecuencia del diapasón. En el segundo experimento los estudiantes utilizan un tubo con una longitud constante, pero colocan en el tubo un tapón con el mismo diámetro que el tamaño interior del tubo. El tapón puede moverse libremente por el lado izquierdo del tubo a la derecha. La frecuencia del diapasón es el mismo como se determino en el primer experimento. c) Determina la longitud mínima L 0 del lado izquierdo del tubo cuando la columna de aire resuena por primera vez. d) Cuál es la longitud L del tubo cuando la columna de aire resuena por la segunda vez? Por tercera vez?

9 3) Dos altavoces separados por una distancia d = 0,75 m se colocan en una distancia L = 4m del eje. Los altavoces generan ondas con la misma frecuencia f = 680Hz y amplitud A. Las ondas oscilan en fase. Cuando un micrófono se mueve en paralelo al eje-y es capaz de detectar puntos sin sonido o de sonido de máximo amplitud. (V sonido = 340 m/s) a. Determina la longitud de onda de las ondas sonoras. b. Determina el desplazamiento angular entre el máximo central y el máximo de primer orden. c. Determina la distancia desde el origen hasta el primer punto donde el micrófono detecta ningún sonido. d. Si los altavoces oscilan en fase contraria, cual es la nueva distribución en el patrón de interferencia?

10 4. Un grupo de estudiantes en un laboratorio de física realizan una serie de experimentos con un conjunto de tubos y diapasón. En el primer experimento utilizan un tubo cuya longitud puede ser extendido. La longitud del tubo cuando el sonido resuena por primera vez es de 1,0 m. (V sonido = 340 m/s) a) Determina la longitud de onda de la onda sonora. b) Determina la frecuencia del diapasón. En el segundo experimento los estudiantes utilizan un tubo con una longitud constante, pero colocan en el tubo un tapón con el mismo diámetro que el tamaño interior del tubo. El tapón puede moverse libremente por el lado izquierdo del tubo a la derecha. La frecuencia del diapasón es el mismo como se determino en el primer experimento. c) Determina la longitud mínima L 0 del lado izquierdo del tubo cuando la columna de aire resuena por primera vez. d) Cuál es la longitud L del tubo cuando la columna de aire resuena por la segunda vez? Por tercera vez?

11 Respuestas Multiopción: 1. C 2. E 3. E 4. A 5. B 6. A Preguntas Abiertas: 7. B 8. A 9. E 10. D 11. A 12. B 13. C 14. E 15. D 16. C 17. B 18. B 19. B 20. B 21. C 22. E 23. B 24. C 25. C 26. C 1. a) 0,25m b) 30 c) 0,5m d) En un patrón opuesto. 2. a) 1m b) 340Hz c) 0,25m d) 1,25m, 0,75m 3. a) 0,5m b) 42 O c) 1,5m d) En un patrón opuesto 4. a) 2m b) 170 Hz c) 0,5 m d) 1,5m, 2,5m