TALLER DE FISICA GRADO 11SOLUCION DE PROBLEMA 9. Una cuerda de 1 kg de masa se estira entre dos soportes a una distancia de 40 cm. Si la tensión de la cuerda es de 800 N, ¿Cuánto tiempo tardará un pulso en viajar de un soporte a otro? RTA/ Veamos. La velocidad de propagación de una onda sobre una cuerda tensa es: V = √(T/u) siendo T la tensión en la cuerda y u la densidad lineal de masa. u = 1 kg / 0,40 m = 2,5 kg/m V = √(800 N / 1 kg/m) = 28,28 m/s Luego, d = V.t; por lo tanto t = d/V = 0,4 m / 28,28 m/s = 0,014 s 10. Una cuerda horizontal se somete a una tensión de 1.000 N, su masa es de 0,3 Kg y su longitud de 280 cm. Si se pone a vibrar con una amplitud de 0,3 m halla: a. La densidad longitudinal de la masa. b. La velocidad de la onda. c. La función de onda si la frecuencia es 25 s-1 RTA/ Velocidad de la onda = V Tensión de la cuerda = T = 1000 N masa de la cuerda = m = 0,3 Kg Longitud de la cuerda = L = 280 cm = 2,8 m a) densidad longitudinal de masa = masa / longitud = 0,3 / 2,8 = 0,107 Kg / m 𝟏𝟎𝟎𝟎 𝑵 b) V = = √𝟎,𝟏𝟎𝟕 𝑲𝒈/𝒎 V = 96,67 m/s c) f = 25 Hz A = 0,3 Si en 5 segundos realiza 4 oscilaciones entonces T = 5 s / 4 osc. La densidad lineal de una cuerda es de 5 kg/m y está sometida a una tensión de 125 N.3 sen (50 π t) 11. Calcula la velocidad de propagación. RTA/ Para todo tipo de ondas es v = λ. Si la velocidad de una onda es de 36kg/h y su frecuencia de 2hz determina la longitud de onda en centímetros. Un pato que nada en un estanque efectúa cuatro oscilaciones en 5s calcula el periodo de las ondas causadas por las oscilaciones del pato.f (velocidad de propagación = longitud de onda por frecuencia) La velocidad debe expresarse en m/s: 36 km/h = 10 m/s λ = v/f = 10 m/s / 2 s = 5 m = 500 cm 12. RTA/ El período se mide en segundos por oscilación.25 s / osc. . RTA/ La velocidad de propagación de una onda en una cuerda tensa es: V = √/T/u).Función onda y = A senωt ω = 2πf = 2πx 25 = 50π y = 0. = 1. siendo T la tensión y un la densidad lineal de masa de cuerda V = √(125 N / 5 kg/m) = 5 m/s 13. ¿Cuál es la longitud de onda? RTA/ •Longitud de onda= (Velocidad de propagación)/ (Frecuencia).1 mm 16. como el murciélago.14. Un bote que se encuentra anclado es movido por ondas cuyas crestas están separadas 15 m y cuya rapidez es de 30 m/s.8 Hz.8 Hercios)=10 metros. 15. •Frecuencia=Número de oscilaciones por segundo= (8 oscilaciones)/ (10 segundos)= =0. 10^5 Hz = 0. •Velocidad de propagación=8 m/s. •Longitud de onda= (8 metros/segundo)/ (0. emiten ultrasonidos. Ciertos quirópteros.0011 m = 1.8 oscilaciones/segundo=0. ¿Con qué frecuencia las olas llegan al bote? RTA/ Long entre crestas = long de onda = 15 m long onda = velocidad / frecuencia frecuencia = velocidad / long onda frecuencia = 30 / 15 = 2 Hz . Un bote que se encuentra flotando en el mar completa 8 oscilaciones en 10 s. 10^5 = 300000 Hz? Si es así: L = 340 m/s / 3.f (velocidad de propagación = longitud de onda por frecuencia) Para el sonido en el aire V = 340 m/s Entiendo que 3 105 es 3. Si la frecuencia del sonido emitido es de 3 105 Hz. ¿cuál será la longitud de onda de la misma? RTA/ Para todo tipo de ondas se cumple que V = L. Si las ondas de agua en el mar van a una velocidad de 8 m/s. t en donde λ es la longitud de onda.0.04=0. Un frente de onda se propaga por la superficie de un estanque con un periodo de 2 segundos y una velocidad de 38 cm/s.04/0.17 una onda longitudinal de λ= 2 cm se propaga en razón de 40 cm en 10 s.4m/10s v=0.F 0.5SEG 18. v la velocidad t el periodo solo tienes que reemplazar y te queda: Convertir 38cm a m = 0.38m/s λ=0.76m . cuánto vale el periodo? cuál es su frecuencia? RTA/ Bien si tarda 10 seg en propagarse 40 cm significa que tiene una velocidad v=d/t . ¿Cuál es el valor de la longitud de onda correspondiente? RTA/ λ=v.v=0.02 F=2REV/SEG T=1/F T=1/2 T=0.F F=0.02M.04m/s V=L.38 m λ=2s. 1 m/s / 0.Calculamos la frecuencia F = v/λ F = 0. Dice que λ= 2 cm y v= 10 cm/s Datos: Longitud (λ) = 2 cm = 0..1 m/s Periodo(T) = ? Frecuencia (F) = ? Formulas: F = v/λ T = 1/f Procedimiento: 1.2 s ..19.02 m F = 5 Hz 2.02 m Velocidad(v) = 10 cm/s = 0.Calculamos el periodo T = 1/f T = 1/5 Hz T = 0. Encuentra el periodo y la frecuencia del movimiento ondulatorio representado en el gráfico. A es la amplitud de la onda.V*t + φ)) Dónde: Y es la posición de la onda en un tiempo t. ω es la velocidad angular. La ecuación que describe el movimiento de una onda es: Y(x. φ es la fase inicial para t = 0. k es la longitud de la onda.20. t) = A*Sen(k*(x . t es el tiempo. . RTA/ .8 V= 8 m/s 22.21. V= f*λ V= 10* 0. Observando el grafico se observa que la amplitud es de 1. La velocidad de propagación se calcula de la siguiente formula: 24. •La amplitud puede tomar cualquier valor.02 s= =(0.5m el cual hace parte del eje y .50 m = 1 ciclo / segundo = 1 Hz.000) milisegundos=20 milisegundos=20 ms.02×1. . ¿Cuál es el periodo de la onda? T = 80 cm ÷ 20cm/s = 4s . La amplitud no interviene en este caso. cuál es la frecuencia? f = V/L = 1. y la velocidad de propagación dependerá de la tensión a la que esté sometida dicha cuerda y de las características de ésta (longitud y masa). 25.02 segundos=0. 23.5 m/s y presenta la longitud de 150cm y amplitud de 30 cm.5 m/s ÷ 1.•Periodo de oscilación=T=1/(Frecuencia)= 1÷(50 Hz)=0. Una onda mecánica se propaga en cierto medio a 1. Una onda periódica se propaga con una velocidad de 20m/s como se observa en la figura. 26.033 27. puedo decir que la figura que tiene mayor frecuencia es la numero 2 c. a. Teniendo en cuento que la frecuencia es inversamente al periodo y observando la gráfica. respectivamente. A través de un dispositivo se producen ondas en un medio elástico. a.6 VECES LA DEL AGUA ¿ CUAL ES LA RAZON ENTRE LA VELOCIDAD DE LAS ONDAS LONGITUDINALES EN EL MERCURIO Y LA VELOCIDAD DE LAS ONDAS EN EL AGUA? . de forma que la frecuencia oscilan entre los 15 y 60 Hz. Según la gráfica la longitud menor es 6 m b. LA VELOCIDAD DE UNA ONDA LONGITUDINAL EN UN FLUIDO SE EXPRESA MEDIANTE: V=RAIZ CUADRADA 1/PK DONDE K ES EL COEFICIENTE DE COMPRESIBILIDAD DEL MEDIO Y P ES LA DENSIDAD EL MODULO DE COMPRESIBILIDAD DEL AGUA ES TRECE VECES EL DEL MERCURIO Y LA DENSIDAD DEL MERCURIO ES 13. T = 1 ÷ f = 1/30 = 0. La longitud de la onda mayor es la gráfica 1 28. 6 = 6 metros 30.6 m/s longitud de onda = velocidad / frecuencia = 3.04 kg ¿cuál es la amplitud de la onda . ¿cuál será la longitud de onda de las ondas en la piscina? Frecuencia de oscilación = 12 oscilaciones ÷ 20 seg = 0.183 31.Pagua. Si la velocidad de propagación de la onda en la cuerda es de 150m/s.13.Kmercu.5 = 3.Kmercurio=r.o15kg/m y una masa de 8g.08 j si la velocidad de propagación de la onda es 18 m/s y su masa es de 0. Si cada pulso tarda 2..6.13.015 = 0. T = √150 X 0.6 ÷ 0.. Una cuerda que realiza seis oscilaciones en 1.956 29.6 oscilac / seg= 0. Una persona observa en una piscina un flotador que realiza 12 oscilaciones en 20 segundos.6 Hz velocidad de propagación = espacio / tiempo = 9 ÷ 2. La cuerda de una guitarra tiene una densidad lineal de o.008÷ 0.533 m µ b) la tensión que experimenta la cuerda.015 = 0. halla: a) La longitud de la cuerda 𝒎 L= = 0.5 s1 transmite una energía de 0.Pagua. r=13/13.6=0.5 segundos en recorrer una distancia de 9 m.