TALLER DE CIENCIAS FISICAS 01

TALLER DE CIENCIAS
PARTE FÍSICA COMÚN
Figura para el ejercicio
1 al 4
1. Si sabemos que en la cuerda (1) la velocidad de propagación de la onda es v = 1,5 m/s , y que la
longitud de onda vale λ = 30 cm , responda:
a)
b)
c)
d)
¿Cuál es la frecuencia a la cual oscila un punto cualquiera de la cuerda (1)?
¿Qué tiempo tarda la mano de la persona en realizar una oscilación completa?
¿Cuántas vibraciones por segundo efectúa el punto de unión de ambas cuerdas?
¿Cuál es la frecuencia de la onda que se propaga en la cuerda (2)?
2. Siendo v 2 = 1,0 m/s la velocidad de propagación de la onda en la cuerda (2), determine la distancia
entre dos crestas consecutivas en dicha cuerda.
3. Considere que un pulso es producido por la mano, en un instante determinado, en el punto inicial de la
cuerda (1). Sabiendo que la longitud de cada cuerda es igual a 120 cm, ¿cuánto tiempo tardará este
pulso en llegar al extremo de la cuerda (2) unida a la pared?(considere la velocidad de la onda en la
cuerda (1) de 1,5 m/s y de 1,0 m/s en la cuerda (2))
4. Suponga que aumentamos la frecuencia de oscilación de la mano de la persona.
condiciones:
En estas
a) La frecuencia de la onda en la cuerda (1), ¿aumentará, disminuirá o no se alterará? ¿Y la
frecuencia de la onda en la cuerda (2)?
b) ¿Los valores de v1 , y v 2 se modificarán? Explique.
c) Los valores de las longitudes de onda en ambas cuerdas, ¿aumentarán, disminuirán o no
cambiarán?
Problemas de selección múltiple
1. En la cuerda (1) de la figura, la velocidad de propagación de la onda es 1,5 m/s y la longitud de onda es
30 cm
Figura para
pregunta 1 y 2
de selección
Múltiple
¿Cuánto tarda la máquina llamada “fuente generadora de ondas” en realizar una oscilación completa?
A) 0,1 s
B) 0,2 s
C) 0,3 s
D) 0,4 s
E) 0,5 s
Solución
Datos
v  1,5m / s
  0,3m
De la ecuación fundamental v  . f  f 
Usemos, ahora, el hecho de que T 
v 1,5

 5 Hz
 0,3
1 1
  0,2 s
f 5
2. Si la longitud de onda en la cuerda (2) es 10 cm, la velocidad de propagación de la onda en la cuerda
(2) es
A) 2 m/s
B) 1,5 m/s
C) 1 m/s
D) 0,5 m/s
E) 0,1 m/s
Solución: como la frecuencia se transmite íntegramente de una cuerda a otra tenemos los siguientes datos
Datos
f  5Hz
  10cm  0,1m
De la ecuación fundamental
v  . f
v  0,1.5  0,5m / s
3. Dos ondas de igual frecuencia necesariamente tienen:
I. Igual velocidad de propagación
II. Igual período
III. Igual amplitud
Es (son correcta(s):
A) Sólo I
B) Sólo II
C) Sólo III
D) I y II
E) Todas
4. La característica fundamental del sonido es que:
I. Transporta energía
II. Transporta materia
III. Transporta energía o materia
Son correctas:
A) Sólo I
B) Sólo II
C) Sólo III
D) I y II
E) Ninguna de las anteriores
5. si la velocidad de la onda es de 20 m/s y el periodo de dicha oscilación es de T = 2 s, entonces la
longitud de la onda es:
A)
B)
C)
D)
E)
10 m
20 m
30 m
40 m
50 m
1
2
Solución como el periodo de la onda T = 2 s eso implica que la longitud de onda f   0,5Hz . Ahora
usamos la relación fundamental de las ondas v   . f de donde  
v 20

 40m
f 0,5
SOLUCIONES PARTE DESARROLLO
1.
Datos del problema
Recuerde que 1 m= 100 cm.
Por tanto si desea transformar cm
a metros debe dividir por 100
v  1,5m / s
  30cm  0,3m
a) recordemos la relación fundamental, de las ondas
v   . f de donde f 
v

Reemplazando por los datos del problema obtenemos
1,5m / s
0,3m
f  5 Hz
f 
Recuerde que 1 ciclo/s o 1/s se conoce
como un Hz (hertz)
b) La mano de la persona oscila con la misma frecuencia que la cuerda. De hecho la mano de la persona
es la que transmite la perturbación a la cuerda. Así el periodo T del movimiento oscilatorio de la
mano(tiempo que tarda en realizar una oscilación completa) viene dado por el reciproco de la
frecuencia; a saber
T
1
1

 0, 2 s
f 5 Hz
c) Recuerde que la frecuencia se transmite íntegramente de una cuerda a otra. De este modo y en
particular el punto de unión de las cuerdas (nudo) oscila a la misma frecuencia que las cuerdas, 5
Hz.
d) Por lo dicho en el punto anterior f= 5 Hz.
2. la distancia entre 2 crestas o máximos sucesivos en una onda corresponde a la longitud de onda
 (lambda). De la relación fundamental v   . f obtenemos que
v 1m / s

f
5Hz
  0, 2m

3. como la velocidad de la onda es constante en un medio dado, podemos decir que
distancia recorrida
tiempo transcurrido
distancia recorrida
tiempo transcurrido 
velocidad de la onda
Velocidad de la onda =
por lo tanto
Ahora analicemos cada cuerda por separado tiempo que tarda la onda en recorrer la cuerda 01
1, 2m
 0,8s
1,5m / s
Recuerde que 120cm =1,2
tiempo que tarda la onda en recorrer la cuerda 02
1, 2m
 1, 2 s
1, 0m / s
luego el tiempo total que demora la onda en recorrer ambas cuerdas es
0,8 s+ 1,2 s= 2,0 s
4.
a) aumentaran ambas frecuencias (cuerda (1) y cuerda(2)) hasta alcanzar la nueva frecuencia
proporcionada por la mano del experimentador
b) No se modificaran pues la velocidad de la onda en un medio como la cuerda solo depende de la
tensión y densidad de la cuerda.
c) Como las frecuencias aumentan, las longitudes de onda disminuyen en la misma proporción y la
velocidad de la onda como ya dijimos permanece constante ( v   . f )
Claves problemas de selección múltiple
1. B
2. D
3. B
4. A
5.D