PROBLEMAS DE ONDAS SONORAS

1. Suponga que Ud. escucha el chasquido de un trueno 16.2 s después de ver el relámpago asociado. La rapidez en el aire es de 343m/s y la rapidez de la luz en el aire es de 3.00 x 10 8 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 2.80 x 10 10 N/m 2 y una densidad de 13600 Kg/ m5

3. Un delfín en el agua del 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. Un experimentador quiere generar en aire una onda sonora que tenga una amplitud de desplazamiento de 5.50 x 10 -6 m. La amplitud de presión estará limitada a 0.840 N/m2 ¿Cuál es la longitud de onda mínima que puede tener la onda sonora?

5. Unos padres expectantes están emocionados por escuchar el latido de un bebe nonato, revelado por un detector de movimiento ultrasónico. Supongamos que la pared ventricular del feto se mueve en movimiento armónico simple con una amplitud de 1.80 mm. Y una frecuencia de 115 por minuto. a. Encuentre la rapidez máxima lineal de la pared cardiaca. Suponga que el

detector de movimiento en contacto con el abdomen de la madre produce sonido a 2000000.0 Hz, que viajan a través del tejido a 1.50 km/s.

b. Encuentre la frecuencia máxima a la cual el sonido llega a la pared del corazón del bebe.

c. Encuentre la frecuencia máxima a la cual el sonido reflejado se recibe en el detector de movimiento. Al “escuchar” electrónicamente los ecos a una frecuencia diferente de la frecuencia trasmitida, el detector de movimiento puede producir sonido corto y agudo audible en sincronización con un latido fetal.

6. Calcule el nivel sonoro (en decibeles) de una onda sonora que tenga una intensidad de 4.00 uW/m2

7. Una onda sonora en el aire tiene una amplitud de presión igual a 4.00 x 10-3 N/m2. Calcule la amplitud de desplazamiento de la onda a una frecuencia de 10.0 kHz.

8. 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 bebe, quien llora a 75.o dB.a. ¿Qué intensidad sonora total absorbe usted?b. ¿Cuál es el nivel sonoro combinado?

9. 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 7.00 x 10-2 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?

10. El área de un tímpano representativo es casi 5.00 x 10-5 m2.Calcule la potencia sonora incidente en un tímpano aa. El umbral de la audiciónb. El umbral del dolor.

11.Suponga que una bocina trasmite sonido por igual en todas direcciones y produce sonido con un nivel de 103 dB a una distancia de 1.60 m desde su centro.a. Encuentre su potencia de salida sonora.b. Si un vendedor afirma que le 150 W por cada canal, él se refiere a la entrada de

potencia eléctrica a la bocina. Encuentre la eficiencia de la bocina, es decir la fracción de potencia, es decir la fracción de potencia de entrada que se convierte en potencia de salida útil.

12.El bucle del látigo de un maestro de pista de circo viaja a Mach 1.38 (esto es vs/v = 1.38). ¿Qué ángulo forma el frente de choque con la dirección de movimiento del látigo?

13. A medida que cierta onda sonora viaja a través del aire, produce variaciones de presión (arriba y debajo de la presión atmosférica) conocidas por P = 1.27 sen ( x-340 t) en unidades del SI. Encuentre:a. La amplitud de las variaciones de presiónb. La frecuenciac. La longitud de onda en el aire yd. La rapidez de la onda sonora.

14.Cuando partículas con cargas de alta energía se mueven a través de un medio transparente con una rapidez mayor que la rapidez de la luz en dicho medio, se produce una onda de choque, u otra de proa, de luz. Este fenómeno se llama efecto Cerenkov. Cuando un reactor nuclear se blinda mediante una gran alberca de agua, la radiación Cerenkov se puede ver como un brillo azul en la vecindad del núcleo del reactor debido a electrones de alta rapidez que se mueve a través de agua. Es un caso particular, la radiación Cerenkov produce un frente de onda con un semiángulo de vértice de 53.0°. Calcule la rapidez de los electrones en el agua. La rapidez de la luz en el agua es 2.25 x 108 m/s.

15. La intensidad de la onda sonora a una distancia fija de una bocina que vibra a 1.00 kHz es de 0.600 W/m2

a. Determinar la intensidad que resulta si la frecuencia se aumenta a 2.50 kHz mientras se mantiene una amplitud de desplazamiento constante.

b. Calcule la intensidad si la frecuencia se reduce a 0.500 kHz y se duplica la amplituddel desplazamiento.