Ejercicios para trabajar e - Germán Isaac Sosa Montenegro

COLEGIO NACIONAL LOPERENA
EPARTAMENTO DE CIANCIAS NATURALES.
ACUSTICA
PROBLEMAS DE APLICACIÓN.
NOTA: Ejercicios para trabajar en el cuaderno de taller y entregar a primera hora. Es importante hacer
los ejercicios con sus gráficos, proceso de desarrollo de los problemas y la respectiva justificación de
cada uno de los resultados obtenidos.
A. VELOCIDAD DE PROPAGACION DEL SONIDO.
1. Un cazador ve a otro cazador disparar un rifle a 0,50 millas de distancia (lo cual deduce del humo que sale
del cañón). Si la temperatura del aire es de 42° F, ¿cuánto tiempo pasará antes que se oiga el ruido del
rifle?
2. Si María aplaude y escucha el eco producido por una pared 0,20 segundos después, ¿a qué distancia está
la pared de María?
3. Carolina deja caer una piedra en un pozo de una mina que tiene una profundidad de 112,5 metros. ¿Cuánto
tiempo tarda o pasa a partir de haber soltado la piedra para que se escuche el golpe en el fondo?
4. El sonido emitido por un murciélago tiene una longitud de onda de 3,5 mm. ¿Cuál es la frecuencia de ese
sonido en el aire? Como clasificarías esta frecuencia en comparación con la gama audible por el ser
humano?
5. Un sonido de frecuencia 442 Hz, se propaga a través del acero. Se mide una longitud de onda de 11,66
metros. Encuentre la velocidad de propagación del sonido en el acero.
B. CUERDAS SONORAS.
6. Una cuerda de 100 cm de longitud produce un sonido cuya frecuencia es de 600 Hz. Calcular la frecuencia
del sonido producido por la misma cuerda, si la longitud se disminuye en un 30 %.
7. Una cuerda de tiple tiene una longitud de 80 cm. ¿cuál será el valor de su longitud de onda en su quinto
armónico?. Cuál es la frecuencia del sonido en su primer y tercer armónico?
8. Si la velocidad del sonido en el acero es de 5 000 m/seg. ¿Cuál será el valor de la frecuencia en su cuarto
armónico de una cuerda de 60 cm de longitud?.
9. Dos cuerdas sonoras tienen igual longitud, igual masa y están tensionadas por igual fuerza. El área de la
sección transversal de la primera es el doble de la segunda y la densidad del material de la primera cuerda
es dos veces mayor que el de la segunda. ¿En qué relación están las frecuencias emitidas por las dos
cuerdas?
10. Dos sonidos de frecuencias igual a 150 Hz y 175 Hz son armónicos de la misma frecuencia fundamental.
¿Cuál es esta frecuencia?.
C. TUBOS SONOROS.
11. La nota más baja en un órgano es de 16,4 Hz. a) ¿Cuál es el tubo abierto más corto del órgano que
resonará en tal frecuencia?, b) ¿cuál sería la frecuencia del mismo tubo pero cerrado
12. Un tubo cerrado de órgano tiene una longitud de 2,4 m. a) ¿Cuál es la frecuencia emitida por el tubo?, b)
cuando un segundo tubo se toca al tiempo, se escucha una pulsación de 1,4 Hz. ¿Cuánto más largo es el
segundo tubo
13. En qué relación deben estar las longitudes de un tubo abierto y un tubo cerrado para que emitan la misma
frecuencia fundamental?.
14. Qué longitudes simultáneamente deben tener un tubo abierto y otro tubo cerrado para que produzcan la
misma frecuencia fundamental de 340 Hz?.
15. Un tubo tiene 40 cm de longitud, calcular la longitud de onda de su tercer armónico, considerando el tubo en
primer lugar como abierto y en segundo lugar como cerrado.
D. NIVEL DE INTENSIDAD.
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16. Un violín produce un nivel de intensidad de 40 db. ¿Qué nivel de intensidad producen 10 violines?.
17. Si la intensidad de un sonido es 10-4 W/m2 y la intensidad de otro es 10-4 W/m2, ¿Cuál es diferencia en sus
niveles de intensidad?
18. Un avión jet que vuela sobre el campo de aterrizaje a una altura de 500 metros produciendo un sonido de
100 db. Suponiendo que el sonido se radia uniformemente en todas las direcciones, ¿Cuál es el nivel de
intensidad sonora 50 del avión?.
19. Cinco mecanógrafos en un recinto originan un nivel de intensidad sonora promedio de de 60 db. ¿Cuál es
el nivel de intensidad sonora si en el recinto se sumaran tres mecanógrafos más, produciendo cada uno de
ellos la misma cantidad de ruido?.
20. Encuentre la razón de las intensidades de dos sonidos, si uno de ellos es de 12 db más intenso que el otro.
E. EFECTO DOPPLER.
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21. El efecto Doppler fue verificado por primera vez en 1845 por el científico francés B. Ballot. Tenía una
trompeta que emitía un sonido de 440 Hz, mientras se encontraba en un coche empujado por una
locomotora. Al mismo tiempo, un trompetista estacionario tocaba la misma nota. Ballot escucho pulsaciones
de 3 Hz. ¿Con qué rapidez se estaba moviendo el tren
22. La frecuencia fundamental del silbato de un tren es 300 Hz, y la velocidad del tren es de 60 km/h. En un día
que la temperatura es 20°C, ¿Qué frecuencias escuchará un oyente inmóvil cuando el tren pasa silbando?.
Cuando se aleja?
23. Una sirena de frecuencia 250 Hz viaja a razón de 30 m/seg, y delante de ella viaja un ciclista en la misma
dirección, con una velocidad de 12 m/seg. Qué frecuencia escucha el ciclista?.
24. Una locomotora emite un sonido de frecuencia igual a 200 Hz, y marcha a la velocidad de 80 m/seg. Si un
observador puede marchar a la velocidad de 30 m/seg, se pide calcular la frecuencia del sonido percibido
por el observador, si fuente y observador se acercan, si se alejan, considere la temperatura de 30 °C.
25. Con que velocidad debe acercarse un observador hacia una fuente que emite un sonido de frecuencia igual
a 700 Hz, para que perciba un sonido de frecuencia igual a 900 Hz. En base al resultado y teniendo en
cuenta que simultáneamente fuente y observador se alejan, con qué velocidad debe retirarse la fuente para
que el observador también en marcha, escuche un sonido de frecuencia igual a 437,5 Hz. Considere la
temperatura de 25°C.
Nota: no es necesario buscar más ecuaciones ya que las que se les da son suficientes para resolver
estos problemas…
“Si buscas resultados distintos, no hagas siempre lo mismo”.
Albert Einstein.
Germán Isaac Sosa Montenegro
Agosto 02 de 2012.