Ondas y sonido, tipo PSU, Primero medio

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Longitudinales: Aquellas en que la dirección de
propagación de la onda es paralela a la dirección de la
vibración de sus partículas (el sonido)
Transversales: Aquellas en que la dirección de
propagación de la onda es perpendicular a la dirección
de la vibración de sus partículas.(ondas en el agua)
Electromagnéticas: Aquellas que no necesitan medio
de propagación ( la luz puede viajar con o sin medio)
Mecánicas: Aquellas que necesitan un medio
para propagarse (el sonido necesita el aire, las olas
necesitan el agua, los sismos necesitan la tierra)
CEPECH Preuniversitario, Edición 2007
En una cuerda dependerá de la tensión de la cuerda y de la densidad de la cuerda(masa por
unidad del largo); así
donde = velocidad de la onda en [m/s]
T
T= tensión a la que está sometida en [N]
v=
M
μ= masa contenida en cada unidad de longitud [kg/m]
Velocidad de propagación de las ondas estacionarias:
Las ondas estacionarias se generan cuando un medio acústico está confinado en un espacio fijo
ejemplo: las cuerdas de una guitarra o el aire atrapado en alguna cavidad, estás se forman debido
a la superposición de las reflexiones cuando la onda llega a los bordes.
Existen ondas en que algunas partículas del medio no vibran, estos puntos se llaman nodos y
la onda recibe el nombre de onda estacionaria y posee un perfil no viajero a diferencia de
aquellas en que todas las partículas vibran que se llaman ondas viajeras.
I. Según el movimiento de las
partículas del medio
I. Según el medio de propagación
Clasificación de las Ondas :
Recordemos que una onda es una perturbación periódica a través de un medio en la cual se
propaga sólo energía y que un Pulso es generado cuando esa perturbación no persiste en el
tiempo, es decir se realiza una sola vez.
Ondas
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n=3
n=2
n=1
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2. El período: es el tiempo que demora el ciclo completo de una oscilación y es una
característica propia del sonido generado.
1. La intensidad: es el volumen y depende de la amplitud de oscilación de la fuente sonora,
se mide en [dB] que es una unidad relacionada con nuestra capacidad de oír.
Características del sonido: Es lo que hace que un sonido sea distinto a otro
Es una onda mecánica longitudinal que es generada siempre en algún lugar de un cuerpo llamado
fuente sonora, esta al emitir el sonido genera en el aire pequeños movimientos de moléculas
que forman zonas de alta densidad que son las que se desplazan por diferentes medios; en el
aire el sonido viaja a 340 [m/s] (valor que en realidad depende de la temperatura del medio,
en este caso 15°C), en el agua a 20°C aproximadamente 1.500[m/s] y en un sólido como el
acero puede llegar hasta 5.200[m/s] aproximadamente.
Sonido
Se llama Resonancia al fenómeno que ocurre cuando la frecuencia fundamental de un sonido
coincide con la frecuencia externa de una onda que lo hace vibrar.
Si la onda es generada por un instrumento de viento la tensión se reemplaza por la presión P
del aire y μ se reemplaza por la densidad ρ del aire.
n T
2L M
= nodos
Para la frecuencia fundamental o primer armónico n =1 y L=λ/2 por lo cual f=
L
Modos de vibración de una onda estacionaria
v
La frecuencia de vibración de una onda estacionaria será f= donde λ es la longitud de
L
onda correspondiente al modo de vibración.
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3
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4
f
¥ v ´
¦§1- v µ¶
s
donde: f´= frecuencia percibida cuando la fuente se acerca
v = velocidad de la fuente y vs= velocidad del sonido
S) Intensidad
T) Tono
U) Medio en que se origina
P) Frecuencia
Q) Amplitud
R) Timbre
P-S ; Q-T ; R-U
P-T ; Q–S ; R-U
R-S ; Q-T ; P-U
P-U ; Q-S ; R-T
P-T ; Q-R ; S-U
la luz y el sonido.
la luz y las ondas de radio.
los temblores y las olas.
la luz y las ondas en los resortes.
sólo la luz.
[m]
[m]
[m]
[m]
[m]
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[Hz]
[Hz]
[Hz]
[Hz]
[Hz]
grave
agudo
amplio
lento
rápido
A)
B)
C)
D)
E)
0,017 a 17
0,17 a 1700
17 a 1.700
20 a 2.000
20 a 20.000
A)
B)
C)
D)
E)
A)
B)
C)
D)
E)
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4. El rango de longitudes de onda sonora que es capaz de percibir una persona es
A)
B)
C)
D)
E)
3. Algunas ondas electromagnéticas son
A)
B)
C)
D)
E)
La relación correcta de los elementos desde el punto de vista físico es
Columna 2
Columna 1
5. A mayor frecuencia el sonido es más
2,58
201
218
222,9
498,4
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2. Para un sonido cualquiera considere algunas características agrupadas en las columnas que
se indican
1.La frecuencia aparente percibida por una persona cuando la fuente emisora se aleja de ella
a 3[m/s] emitiendo un sonido de 220 [Hz] es aproximadamente de
Ejercicios propuestos
Nota: si la fuente se aleja el signo del denominador se cambia
Tenemos que : f a=
3. Efecto Doppler: Es el cambio de la frecuencia o tono de un sonido debido al movimiento
de la fuente sonora; si la fuente se aleja el sonido es más grave y si se acerca es más agudo;
así
2. Reflexión: es el cambio en la dirección de propagación producido por el rebote de la onda
contra una superficie sólida,ejemplo el eco.
1. Difracción: cuando el sonido se desvía y rodea obstáculos.
Modificaciones del sonido: En su propagación el sonido puede cambiar su dirección y su
intensidad, dependiendo de las características del medio en que se propague.
4. El timbre: es la propiedad de un sonido que permite distinguirlo de otro de igual intensidad
y frecuencia, es la descomposición en sonidos puros contenidos en el sonido compuesto.
3. La frecuencia: es el tono del sonido, es decir a mayor frecuencia el sonido es más agudo eso
significa más oscilaciones por unidad de tiempo, de manera contraria, a menor frecuencia menor
tono, es decir más grave entonces hay menos oscilaciones por unidad de tiempo. La frecuencia
audible del ser humano va desde 20[Hz] a 20.000[Hz] aproximadamente, los sonidos menores
a 20[Hz] se llaman infrasonido y los superiores a 20.000[Hz] se llaman ultrasonido.
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5
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6
describiendo círculos.
describiendo elipses.
paralelamente a la dirección de propagación.
perpendicularmente a la dirección de propagación.
no se mueve, permanece fija.
está muy lejos de la tierra.
está relativamente cerca de la tierra.
no hay aire en la luna.
no hay seres vivos que puedan emitir un sonido en la luna.
no hay una temperatura normal en la luna.
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la resonancia.
la refracción.
el efecto Doppler.
la reflexión.
la difracción.
reflexión.
efecto Doppler.
efecto Eco.
difracción.
resonancia.
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A)
B)
C)
D)
E)
sólo I
sólo III
sólo I y III
sólo I y II
sólo II y III
A)
B)
C)
D)
E)
A)
B)
C)
D)
E)
Es (son) correcta(s)
I. el instrumento B emite un sonido de menor longitud de onda.
II. la onda sonora emitida por el instrumento B sufrirá la mayor desviación al rodear un
obstáculo.
III. la onda sonora emitida por el instrumento A tiene mayor frecuencia que la emitida por el
instrumento B.
13. Un puente que aumenta la amplitud de vibración debido al paso regular de vehículos pesados,
ilustra el fenómeno de
el eco.
el espejismo.
el espectro luminoso.
el arco iris.
el efecto Doppler.
sólo I
sólo II
sólo III
todas ellas
ninguna de ellas
12. En una orquesta, un instrumento A emite un sonido muy agudo y un instrumento B emite un
sonido muy grave. De acuerdo con esta información, se puede afirmar que
A)
B)
C)
D)
E)
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10. Cuando una persona habla en algún lugar de una casa, otra persona lo puede oír aunque no
lo vea; esto es posible por
A)
B)
C)
D)
E)
9. La reflexión del sonido genera
A)
B)
C)
D)
E)
8. Emitir un sonido en la luna no es posible porque
A)
B)
C)
D)
E)
7. En las ondas transversales una determinada partícula del medio se moverá
Es(son) verdadera(s)
I. no se propaga en el vacío.
II. su velocidad en el aire es menor que su velocidad en el acero.
III. su velocidad en el agua es mayor que su velocidad en el aire.
A)
B)
C)
D)
E)
la frecuencia aparente aumenta.
se aumenta el tono.
se baja el tono.
la frecuencia no cambia.
el tono no cambia.
11. Respecto del sonido:
6. Al alejar una fuente sonora a una determinada rapidez
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7
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8
B
C
n=2
16
8
4
2
1
CEPECH Preuniversitario, Edición 2007
A)
B)
C)
D)
E)
Las cuerdas AB y BC tienen igual largo, están igualmente tensionadas y el espesor de
BC es el cuádruple del espesor de AB. Si la cuerda AB vibra en el modo fundamental, el
armónico en el cual vibre la cuerda BC es
A
15. Considera dos cuerdas fijas en A, C y en el punto B, en donde están unidas según la figura
A) 2.000 [m/s]
B) 1.000 [m/s]
C) 500 [m/s]
D) 250 [m/s]
E) 340 [m/s]
14. Si una cuerda está fija en ambos extremos y tiene dos metros de largo, con una frecuencia
fundamental de 500 [Hz], la velocidad con que se propaga una onda en esta cuerda es
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