Guia Instituto nacional

INSTITUTO NACIONAL
DEPTO. DE FISICA
1
GUÍA DE ONDAS
Primero Medio
Objetivos
1. Aplicar los conceptos de vibración a ejercicios simples
2. Describir los elementos que caracterizan una onda. Como la amplitud la longitud de onda
,la
rapidez
3. Clasificar las ondas
4. Relacionar longitud y frecuencia de una onda con la velocidad de propagación que esta
posea.
I.
EJERCICIOS
1. Una persona hace ondular una cuerda. Después de 0,1s la onda ha avanzado 0,9m a
lo largo de la cuerda. ¿Cuál es la frecuencia de la onda?
0
(cm
)
2. Dos ondas cuyas frecuencias son f1 = 24Hz y f2 = 36Hz, tienen la misma longitud de
v
onda. ¿Cuál es la razón 1 entre sus rapideces?
v2
30
60
90
3. Una onda periódica cuya frecuencia es de 5Hz se propaga en un medio avanzando
80m en 4s. Determine:
a) La rapidez de propagación de la onda
b) Su período
c) Su longitud de onda
4. Un botecito que sube y baja en la superficie del agua produce ondas en ella,
oscilando hacia arriba y hacia abajo cinco veces en medio minuto. La rapidez de
cm
propagación de la onda es de 20
. ¿Cuál es la longitud de onda originada por el
s
botecito?
5. La figura muestra dos ondas A y B de la misma clase que se propagan en el mismo
medio.
A
B
Determine:

a) A
B
b)
fA
fB
c)
TA
TB
d)
vA
vB
6. Una persona hace ondular una cuerda, como muestra la figura. Si la onda avanza
1,8m en 0,1s. Determine:
a)
b)
c)
d)
La rapidez de propagación de la onda.
La longitud de onda
La frecuencia
El período
180c
m
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7. En la figura se muestra una fotografía instantánea de una onda que se propaga en
una cuerda, pasando de la parte delgada (1) a la parte gruesa (2). Sabiendo que la
m
rapidez de propagación en (2) es v2  3 y que 1  32 . ¿Cuál es la rapidez de
s
propagación de la onda en (1)?
(1)
(2)
8. La figura muestra una onda estacionaria. Si la frecuencia de la fuente que la genera
es de 15Hz y la distancia entre nodos es de 60cm. ¿Cuál es la rapidez de
propagación de la onda?
9. La onda que se muestra en la figura recorre la distancia AB = d =180m en t = 0.3s.
A
B
Determine:
a) La rapidez de propagación
b) La longitud de onda
c) La frecuencia
d) El período
10. En la figura se muestra el perfil de tres ondas X, Y, Z, de la misma clase, que se
propagan en un medio homogéneo en el mismo sentido.
X
Y
Z
Determine:
a)
AX

AY
b)
AX

AZ
c)
AY

AZ
d)
X

Y
e)
X

Z
f)
Y

Z
g)
fX

fY
h)
fX

fZ
i)
fY

fZ
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3
11. En función de la siguiente representación de un pulso cuadrado, responde las
preguntas que aparecen a continuación, considerando que el eje horizontal está
dividido en intervalos de un segundo:
A.
B.
C.
D.
¿Qué se podría afirmar con respecto a la amplitud?
¿Se podría decir que se trata de una onda periódica?
¿En qué intervalo de tiempo se podría considerar como una onda periódica?
Con respecto al segmento de la pregunta anterior, ¿cuál sería el período de la
onda?, ¿cuál sería la frecuencia?
E. Si se tratara de una onda viajera y su longitud de onda en el segmento
periódico fuera de 2 m, ¿con qué velocidad se propaga?
II. SUPERPOSICIÓN DE ONDAS
F. En la figura se muestran dos ondas a y b que se propagan en concordancia de
fase. Construir la onda resultante.
a
a
Ej 11
Ej 12
b
b
G. En la figura (arriba a la derecha)se muestran dos ondas a y b que se propagan
en discordancia de fase. Construir la onda resultante.
H. En la siguiente figura se muestran dos ondas de distinta amplitud y longitud
de onda que se superponen como se indica en la figura. Construir la onda
resultante.
a
b
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III. PREGUNTAS DE SELECCIÓN MÚLTIPLE
I. En la figura se muestra una onda recta que se propaga en la superficie de un
líquido, pasando de una región (1) a otra región (2) de diferente profundidad.
(1)
¿Cuál de las siguientes opciones es falsa?
A)
B)
C)
D)
E)
(2)
La longitud de onda en (1) es mayor que en (2)
La frecuencia en (1) es igual que en (2)
La rapidez de la onda en (1) es menor que en (2)
La región (1) es más profunda que la región (2)
La dirección de propagación de la onda no cambia, al pasar de la región (1) a
la región (2), porque el ángulo de incidencia es nulo.
J. Un tren de ondas rectas producidas en la superficie del agua inciden
normalmente en un obstáculo. En relación con este hecho, la opción correcta
es:
A)
B)
C)
D)
E)
La onda se refleja normalmente con menor rapidez.
La onda se refleja normalmente con igual rapidez.
La onda se refleja normalmente con mayor rapidez.
La onda se refleja desviándose hacia el lado izquierdo con igual rapidez.
La onda se refleja desviándose hacia el lado derecho con igual rapidez.
K. En la figura se muestra la reflexión de un tren de ondas rectas en la superficie
del agua. El ángulo de reflexión  r mide:
Onda incidente
A. 30°
B. 35°
C. 55°
55°
D. 60°
Normal
E. 90°

r
Onda reflejada
L. En el recipiente con agua que se muestra en la figura se generan ondas rectas
que se propagan de izquierda a derecha pasando por las zonas (1), (2) y (3).
La zona (1) es más profunda que la zona (2) y esta a su vez más profunda que
la zona (3).
(1)
(2)
(3)
¿Cuál de las siguientes opciones indica la relación correcta entre las longitudes
de onda, las frecuencias y las rapideces de propagación?
A)
B)
C)
D)
E)
f1 < f 2 < f 3
f1  f 2  f3
f1 > f 2 > f 3
f1  f 2  f3
f1 > f 2 > f 3
;
;
;
;
;
1 > 2 > 3
1 < 2 < 3
1  2  3
1 > 2 > 3
1 > 2 > 3
;
;
;
;
;
v1  v2  v3
v1 > v2 > v3
v1 < v2 < v3
v1 > v2 > v3
v1 < v2 < v3
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M. Un tren de ondas rectas producidas en la superficie del agua se difracta al
pasar por una ranura.

d
Entonces es posible acentuar el fenómeno de difracción si:
I. Manteniendo constante la longitud de onda  , disminuir el tamaño d de la
ranura.
II. Disminuir proporcionalmente la longitud de onda  y el tamaño d de la
ranura.
III. Manteniendo constante el tamaño d de la ranura, aumentar la longitud de
onda.
IV. Aumentar proporcionalmente la longitud de onda  y el tamaño d de la
ranura.
Es (son) verdadera (s)
N.
I.
II.
III.
IV.
A) Sólo I y II
B) Sólo II y III
C) Sólo III y IV
D) Sólo II y IV
E) Sólo I y III
Un frente de ondas rectas se propaga en una cubeta de ondas pasando de una
zona de la cubeta de menor profundidad a otra zona de la cubeta de mayor
profundidad. A partir de esta información se efectúan las siguientes
afirmaciones
La longitud de onda aumenta en la zona de mayor profundidad.
La frecuencia de la onda aumenta en la zona de mayor profundidad.
La rapidez de propagación es menor en la zona de mayor profundidad.
El frente de ondas en la zona de mayor profundidad se desvía alejándose
de la normal si la incidencia de la onda no es normal.
Es (son) verdadera (s)
A) Sólo I y II
B) Sólo I y IV
C) Sólo II y III
D) Sólo II y IV
E) Sólo III y IV
O. ¿Cuál de las siguientes opciones es falsa en relación con el concepto de
longitud de onda?
A) Es la distancia que existe entre dos valles consecutivos.
B) Es la distancia que recorre la onda en un tiempo igual al período.
C) Es la distancia que existe entre dos montes consecutivos.
D) Es la distancia que existe entre dos antinodos consecutivos.
E) Es la distancia que existe entre dos nodos consecutivos de la onda.