El arreglo experimental de la figura corresponde al tubo de Quincke. Un emisor conectado a un generador de funciones genera una señal sonora de

Transcripción

1 El arreglo experimental de la figura corresponde al tubo de Quincke. Un emisor conectado a un generador de funciones genera una señal sonora de frecuencia f = 3400Hz. Un micrófono conectado a un amplificador de audio, emite una señal proporcional a la intensidad sonora en la zona del micrófono receptor. El método experimental se basa en ir desplazando, partiendo de d = 0, uno de los brazos sobre la regla mientras el otro permanece fijo. La onda sonora proporcionada por el emisor se divide en dos componentes coherentes que se propagan en sentidos opuestos, recorriendo caminos de distintas longitudes hasta alcanzar el receptor, que detecta la superposición de ambas señales. En dicho punto ambas ondas se superponen definiendo un patrón de interferencia que el micrófono transforma en una señal eléctrica que podemos visualizar mediante un osciloscopio. Si la máxima distancia que se puede mover el brazo es d = 17cm Cuántos máximos aparecerán en el osciloscopio a medida que lo movemos? Velocidad del sonido =340m/s.

2 El arreglo experimental de la figura corresponde al tubo de Kundt. Un emisor conectado a un generador de funciones genera una señal sonora de frecuencia f = 200Hz. Un micrófono conectado a un amplificador de audio, emite una señal proporcional a la intensidad sonora en la zona del micrófono receptor. El método experimental se basa en ir bombeando agua a razón de 18cm 3 /s. El radio del cilindro es de 4cm. Cuando asciende el agua cuánto tiempo transcurre entre dos resonancias sucesivas? Velocidad del sonido =340m/s. Nota: Se supone que el tubo es lo suficientemente largo.

3 Una masa de 12.0kg cuelga en equilibrio de una cuerda de longitud total L =5,00m una densidad de masa lineal μ = 0.001kg/m. La está enrollada alrededor de dos poleas ligeras sin fricción que están separadas por una distancia de d= 2,00m. a) Determine la tensión en la cuerda b) A qué frecuencia debe vibrar la cuerda entre a las poleas para formar el patrón de onda estacionaria mostrado en la figura b?

4 Tres rayos de luz monocromática, de longitudes de onda λr = 600nm (rojo), λv = 550nm (verde) y λa = 450nm (azul) respectivamente, inciden con el mismo ángulo sobre una lámina planoparalela de vidrio tal como se resume en la figura. Sabiendo que el valor del índice de refracción del vidrio es nv = 1.5 para la longitud de onda verde: a) Calcule los valores de los ángulos de refracción, reflexión y emergencia de la lámina para el rayo de color verde. b) Señale sobre la figura cuál de los rayos refractados y emergentes corresponde a cada una de las tres longitudes de onda incidentes.

5 En el laboratorio se ha realizado una experiencia de interferencias con una doble rendija utilizando una fuente de luz monocromática de longitud de onda λ1 = 400nm y situando la pantalla de observación a 4m del plano de las rendijas. La Figura 1 muestra la imagen del patrón de interferencias observado sobre la pantalla. A continuación, modificando el dispositivo se obtuvo el patrón de la Figura 2. Indique, razonando la respuesta, cual de las siguientes modificaciones es la que se realizó en el dispositivo: a) S b) Se sustituyó la fuente de luz por otra de longitud de onda λ2= 600nm c) Se alejó la pantalla a 8m del plano de la doble rendija. d) Se aumentó la anchura de cada una de las dos rendijas sin variar la distancia entre ellas.

6 Un meteorito se acerca a la Tierra y para medir la velocidad a la cual se está aproximando se enfoca con un radar que emite ondas electromagnéticas de 9 GHz. La señal reflejada por el meteorito regresa a la antena y en el circuito de detección se hace interferir con la onda emitida. La figura adjunta es la medida de la intensidad resultante en un osciloscopio. A qué velocidad se acerca el meteorito a la Tierra? Razona la respuesta. Para hacer el cálculo cuantitativo conviene tener en cuenta que si:

7 El esquema de la figura corresponde a unos tubos en forma de "Y" griega, con dos altavoces A1 y A2 en dos extremos y un micrófono M en el tercer extremo. Los altavoces se emplean para generar dos ondas acústicas de frecuencia 4000 Hz. El brazo L2 es ajustable en longitud. La tabla adjunta recoge la medida de la amplitud de la señal del micrófono (en mv) en función del alargamiento de L2: ΔL. Deducid a partir de dicha medida la velocidad del sonido en el tubo.