Colegio de San Simon Profesor Hctor Ivn Varn Barrera Taller de ondas

INSTITUCION EDUCATIVA COLEGIO DE SAN SIMON

IBAGUE -2010-

TALLER DE ONDAS

1. Enuncie y explique las leyes del pndulo

2. Calcular el periodo de un pndulo de 1.5 m de longitud.

3. Se tiene un pndulo de 2.5m de longitud Cul es su periodo de oscilacin en la tierra? Cul es su

periodo de oscilacin en la luna?

4. en una historia del un famoso escritor de ciencia ficcin se cuenta que un personaje prisionero no

sabia en que planeta estaba, pero vio oscilar una

gran masa en forma de pndulo de

aproximadamente 10m de longitud estim el

tiempo de una oscilacin y le dio

aproximadamente 4 segundos, concluyo que no se

encontraba en la tierra. Cmo logro llegar el

personaje a esa conclusin?. Realice clculos que

le permitan sustentar la respuesta. el planeta en el

que se encontraba era de menor masa que la tierra?

5. en cual de los planetas de nuestro sistema solar un pndulo de un metro de longitud tendr el menor

periodo? en cual tendr el mayor periodo?

6. calcule la gravedad de un lugar en el que un pndulo de 1.2m tiene un periodo de 0.5 segundos.

7. calcule la longitud de un pndulo para que su periodo sea de un segundo.

El periodo de oscilacin de un sistema masa resorte

(ver figura) se puede calcular como:

k

mT 2

En donde m es la masa del cuerpo que oscila y k la

constante de elasticidad del resorte.

8. calcular el periodo de oscilacin de una masa de

0.5 kg atada a un resorte de constante de

elasticidad 20 N/cm

9. se tiene un sistema masa resorte que oscila con un periodo de 1.3 segundos con una masa de

2kg.Calcule la constante elstica del resorte.

10. se construye un sistema masa resorte con una masa m y un resorte de constante de elasticidad k, se

realizan cambios para obtener diferentes periodos

de oscilacin. En una de las pruebas se cambia el

resorte por uno de constante 4k, se puede afirmar

que el nuevo periodo de oscilacin es con relacin

al primero: a) el doble b) el triple c) el cudruple d)

la mitad. Sustente sus respuestas con los clculos y

anlisis respectivos.

11. Si ahora en el sistema del problema 9 se deja el resorte de constante k, pero se cambia la masa por

una de nueve veces la masa m, se puede afirmar

que el nuevo periodo de oscilacin es con relacin

al primero: a) el doble b) el triple c) el cudruple d)

la mitad.

Sustente sus respuestas con los clculos y anlisis

respectivos.

12. En el sistema del problema 9 se realzan simultneamente dos cambios, el resorte se cambia

por uno de constante 16k y la masa por otra del

cudruple de la que tenia, se puede afirmar que el

nuevo periodo de oscilacin es con relacin al

primero: a) el doble b) el triple c) el cudruple d) la

mitad. Sustente sus respuestas con los clculos y

anlisis respectivos.

.

3m

13. Cuntas longitudes de onda hay en la figura?

Cul es la longitud de onda en la onda de la

figura?

Si la persona de la figura hace una oscilacin

completa cada dos segundos, Cul es la velocidad

de la onda?

Puede oscilar

verticalmente

Puede oscilar

horizontalmente

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14. La longitud de onda de la luz amarilla es 6x10-7 m y la velocidad de la luz es 3x10

8 m/s. Cul es la

frecuencia de estas ondas?

15. Realice un dibujo en el que describa el movimiento de las partculas de un medio cuando sobre l

avanza una onda transversal.

16. Realice un dibujo en el que describa el movimiento de las partculas de un medio cuando sobre l

avanza una onda longitudinal.

En la figura se muestran dos configuraciones de ondas

peridicas producidas por dos estudiantes en el mismo

estanque con agua, en diferentes momentos.

17. si cada milmetro en el dibujo esta representando

20cm en la realidad,

a)Cul es la longitud de onda en cada caso?

b) de la velocidad de la onda en cada una de las

configuraciones se puede afirmar i) es mayor en la

configuracin 1. ii) es mayor en la configuracin 2

iii) es igual en las dos ondas iv) no se puede

deducir desde este grafico cual es mayor. Justifique

su respuesta.

c) en cual de los dos casos es mayor la frecuencia.

Justifique su respuesta

d) si la velocidad de las ondas en el agua es de

0.8m/s y el dibujo esta representando 20 cm con

cada milmetro, calcule la frecuencia en cada caso.

18. en un estanque con agua las ondas se propagan a 1.2m/s, una persona deja caer 5 piedritas, una cada

tres segundos, a) calcule la longitud de onda. b)

dibuje la onda cuando han transcurrido 21

segundos, utilice la cuadricula del cuaderno para

hacer la representacin.

19. Una onda se propaga en determinado medio con una frecuencia f, se modifica la frecuencia a 2f,

a)la nueva velocidad con esta nueva frecuencia

ser: i) v ii) 2v iii) v iv) no se puede establecer

comparacin entre la primera y la segunda

velocidad.

b) la nueva longitud es con relacion a la primera i)

igual ii) el doble iii) la mitad iv) la cuerta parte.

La velocidad de propagacin de una onda en una

cuerda se puede calcular como

Tv

En donde T es la tensin a la que este sometida la

cuerda y es la densidad lineal o masa por unidad de longitud, se puede calcular como = m/L , en donde m es la masa de la cuerda y L su longitud.

20. una cuerda de 10 gramos de masa se tensa en las condiciones que se muestra en la figura.

m= 5kg

3m

Calcular la velocidad que tendr una onda que se

propague en la cuerda.

21. En una cuerda 1, sujeta a una tensin T se generan ondas armnicas de frecuencia f = 3Hz. En otra

cuerda 2 idntica y sujeta a la misma tensin que la

cuerda 1 se genera una onda con frecuencia 2Hz.

Las ondas tienen amplitudes iguales. La figura que

ilustra las formas de las cuerdas en un instante

dado es

Sustente su respuesta con los clculos necesarios.

22. Una cuerda de longitud l, densidad lineal y tensionada por una fuerza F, presenta la onda

estacionaria mostrada en la figura, al ponerla a

oscilar con frecuencia f.

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Si se toma otra cuerda de igual longitud l,

tensionada por una fuerza igual F, igualmente

sujeta por sus extremos pero de densidad lineal 4, y se la pone a oscilar con la misma frecuencia f, el

patrn de ondas estacionarias que se observa es el

mostrado en la figura

Justifique su respuesta con los clculos necesarios.

23. Por qu factor se debe variar la tensin de una cuerda para que la velocidad de las que se

propaguen en ella se duplique?

24. Si una onda con frecuencia de de 5hz y velocidad de 25m/s pasa a un medio en el que la velocidad es

20 cm/s, determine la frecuencia de la onda en el

nuevo medio.

25. en una cubeta con agua, las ondas viajan de un medio 1 a un medio 2. si la configuracin es la

mostrada en la figura, determine en cual de los dos

medios es mayor.

a) la velocidad de la onda b) la longitud de la onda c) la frecuencia de la onda

Medio 1 Medio 2

26. Una onda sigue la trayectoria mostrada por los rayos de la figura.

Si el ngulo 1=56, aplicando la ley de la reflexin se deduce que:

i)2= 56 ii) 2= 34 iii) 2= 90 + 56 iv) 2= 90-56

27. Apliqu la superposicin e interferencia de las ondas para dibujar la onda resultante en cada uno

de los siguientes casos.

Onda 1

Onda 2

Onda 1

Onda 2

28. una onda pasa de una cuerda A a una cuerda B como lo muestra la figura. Calcula en cual de las

dos cuerdas es mayor

a) la longitud de onda, b) la velocidad Cuerda A

Cuerda B

29. Un frente de onda incide con un ngulo de 30 con la normal.cual es el valor del ngulo con el que se

refleja?

30. Con qu velocidad viaja una onda que incide con un ngulo de 15 sobre una superficie y se refracta

formando un ngulo de 45 si en el segundo medio

lleva una velocidad de 45m/s?

31. Un frente de onda viaja con una rapidez de 2m/s en un medio 1, formando un ngulo de 20 con la

normal. Cul es el ngulo de refraccin en el

medio 2 si la velocidad del frente de onda es 5m/s?

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32. Una onda con frecuencia de 50Hz tiene una velocidad de 15m/s en un medio determinado. Si la

onda se transmite a otro medio en el cual se

propaga con una rapidez de 25m/s por qu factor

vara la longitud de onda?

33. los murcilagos emiten seales de ultrasonido con frecuencias cercanas a los 100.000 Hz con el

propsito de detectar obstculos.

a) cual es la longitud de onda de la seal emitida?

b) Cules ondas experimentan mayor difraccin al

pasar por el borde de un obstculo, las emitidas por

un murcilago o las de la voz humana?

34. tres diapasones A,B,C vibran con frecuencias fA, fB, fC, respectivamente, de tal manera que fA>fB>fC.

La amplitud de vibracin de A y B es igual y

menor que la amplitud de vibracin de C. Con base

en esta informacin identifique cual diapasn a) produce el sonido mas grave

b) produce el sonido de mayor intensidad

35. Dos sonidos que se propagan en el mismo medio con longitudes de onda diferentes,

a) presentan frecuencias diferentes

b) presentan amplitudes diferentes

36. Cul debe ser la velocidad de un avin para que el piloto no pueda escuchar el ruido que producen las

turbinas? Justifique su respuesta,

37. Una persona puede captar frecuencias desde 20 Hz hasta 20000 Hz, Calcule la longitud de onda

correspondiente a estos extremos.

38. Calcule la velocidad del sonido en el aire a 35

39. En cunto aumenta la velocidad del sonido en el aire si la temperatura cambia de 20C a 45C.

40. Consulte la velocidad del sonido en el aluminio y calcule la distancia que recorre una onda sonora en

3s cuando se propaga en este metal.

41. Se observa el relmpago de un rayo al caer y el trueno se escucha a los 6 segundos, si la

temperatura del aire es de 8C A qu distancia

cayo el rayo.

42. Un barco emite simultneamente un sonido en el aire y otro en el agua. Si otro barco detecta los

sonidos con una diferencia de 5 segundos A qu

distancia estn los barcos?

43. Se deja caer una piedra dentro de un pozo profundo. Si a los 4 segundos se escucha el golpe

de la piedra en el agua, Cul es la profundidad del

pozo?

44. Una fuente sonora tiene una potencia de 1000W A qu distancia debe ubicarse una persona para

percibir un sonido con 0.2 W/m2 de intensidad?

45. Una persona, situada frente a una fuente de sonido con una potencia de 500W, percibe un sonido de

70 dB.

a)Cul es la intensidad fsica de este sonido en el

lugar en donde se encuentra la persona?

b) A qu distancia se encuentra la persona?

46. El nivel de intensidad de un sonido en un punto del espacio es de 80 dB, Cul su intensidad en este

punto?

47. La intensidad fsica de un sonido en un punto del espacio es de 1.2W/m

2.

a) Calcule el nivel de intensidad en este punto.

b) Este sonido sobrepasa el umbral de dolor del

odo humano?

48. Cuntas fuentes de sonido de 50 dB, se requieren para producir un sonido de 100dB?

49. Calcule la frecuencia percibida por un observador en reposo cuando una fuente sonora de 800Hz se

mueve hacia el con una velocidad de 120 Km/h

50. Resuelva el problema 49 cuando la fuente se aleja del observador, en que caso es mas agudo el

sonido?

51. Dos carros se aproximan simultneamente por una carretera recta a velocidades de 70km/h y

100km/h, uno de ellos el de mayor velocidad hace

sonar una bocina de 600 Hz, Qu frecuencia tiene

el sonido percibido por el otro conductor?

52. calcule la velocidad que debe tener una fuente sonora para que un observador en reposo perciba

un sonido del triple de la frecuencia emitida por la

fuente.