Práctico 8

Física II - Biociencias y Geociencias (Curso 2015)
Practico 8
SONIDO, EFECTO DOPPLER, INTERFERENCIA
8.1 (A) Si el nivel de intensidad del habla de una persona es de 50dB, ¿cuál es el nivel de intensidad
cuando 10 personas a la vez hablan de la misma manera?
8.2 (B) Se juega un partido de fútbol en un estadio circular de 100 m radio. El árbitro, ubicado en el
centro de la cancha, deja pasar un foul, y los 20000 hinchas del equipo ofendido silban
simultáneamente. Si el silbido de un hincha tiene una intensidad de 90 dB a un metro de
distancia ¿cuál es la intensidad del sonido que percibe el árbitro? (Supongamos que no hay
reflexión del sonido por el césped u otras superficies ni absorción del sonido por el aire).
8.3 (A) Una persona hablando emite sonido con una potencia de 10-5W. ¿Cuál es la máxima
distancia a la cual otra persona puede escuchar su voz? (Supongamos que no hay otro sonido
tapándolo ni absorción del sonido por el aire)
8.4 (B) Un pasajero de un tren oye una frecuencia de 520Hz cuando se aproxima a una campana
sobre una estación al lado de la vía. Si la campana está emitiendo con una frecuencia de 500Hz,
¿qué frecuencia escuchará el pasajero después de pasar por la campana?
8.5 (B) Un murciélago emite chillidos de corta duración a una frecuencia de 80000Hz. Si vuela
hacia un obstáculo con una velocidad de 20m/s, ¿cuál es la frecuencia de la onda reflejada que
percibe el murciélago?
8.6 (B) Una pantalla de observación está puesta a una distancia de 1,2 m de una fuente de doble
rendija. Si la distancia entre las dos rendijas es de 0,030 mm y la franja brillante de segundo
orden está a 4,5 cm de la línea central,
a) determinar la longitud de onda de la luz
b) calcular la distancia entre franjas brillantes adyacentes
8.7 (B) En un patrón de interferencia de doble rendija, la distancia entre el primer mínimo y el
décimo es de 18 mm. Si la distancia entre las dos rendijas es de 0,15 mm y la pantalla está a
50 cm de las mismas, ¿cuál es la longitud de onda de la luz incidente?
8.8 (C) Dos antenas de radio separadas 300m
transmiten simultáneamente señales idénticas a la
misma longitud de onda. Una radio en un auto que
viaja hacia el norte recibe las señales.
a) Si el auto está en la posición del segundo
máximo según la figura, ¿cuál es la longitud
de onda de las señales?
b) ¿Qué tan lejos debe viajar el auto para
encontrar el siguiente mínimo?
400m
300m
1000
m
Ejercicios de examen
Segundo parcial 2006 Un carro de bomberos utiliza una sirena que emite con longitud de onda de
20m cuando se encuentra en reposo. Si el rango de frecuencias audibles por el ser humano es de 16
Hz a 20.000Hz, la velocidad del sonido en el aire es de 343 m/s, y se desea que la sirena sea
escuchada desde todas las casas a lo largo de una avenida cuando el carro viaje por la misma
(asumiendo que la intensidad se mantiene siempre sobre el umbral auditivo), entonces la velocidad
máxima a la que el chofer debe conducir es de:
a) 72 km/h
.b) 89 km/h
c) 99 km/h
.d) 111 km/h
e) 133 km/h
Examen dicembre 2006 Estime la energía sonora total liberada por un cohete de la noche de las
luces. El sonido “¡bum!” de dicho cohete tuvo una duración de 0,2 s y se registró un nivel sonoro de
120 dB, a 500 m del centro de la explosión.
a) 6,28 x 10-3 J
b) 62,8 J
c) 6,28 x 105 J d) 6,28 x 1016 J
e) 6,28 x 1028 J
Examen febrero 2007 Una sirena emite un sonido periódico en el aire, en una región donde no hay
obstáculos para su propagación. De las siguientes afirmaciones: 1) la intensidad del sonido
disminuye proporcionalmente a la distancia de la sirena; 2) podemos regular la velocidad con que se
propaga la onda cambiando la frecuencia de la sirena; 3) percibimos el doble de decibeles si
duplicamos la potencia con que emite la sirena; 4) mientras nos alejamos de la sirena percibimos
una frecuencia mayor que cuando nos quedamos en reposo.
a) ninguna es correcta
b) sólo 1) es correcta
c) sólo 1) y 2) son correctas
d) sólo 1), 2) y 3) son correctas
e) todas son correctas
Examen febrero 2007 La velocidad de circulación de la sangre se manifiesta con el efecto Doppler
a través de un cambio de frecuencia. Se emite un ultrasonido de frecuencia 3MHz que viaja por el
cuerpo a una velocidad de 1540m/s. Suponga que la sangre se mueve en forma paralela y con
sentido opuesto al del ultrasonido, a una velocidad de 0,1m/s. El ultrasonido se refleja cuando se
encuentra con la sangre, y una vez que regresó al emisor, su frecuencia:
a) Aumenta en 390 Hz
b) Aumenta en 60 KHz
c) Aumenta en 0,22 MHz
d) Disminuye en 45 Hz
e) Disminuye en 510 Hz
ÓPTICA GEOMÉTRICA, INTERFERENCIA EN PELÍCULAS.
8.9 (B) Un rayo de luz incide sobre un vidrio plano de n=1.50 y 2cm de espesor formando un
ángulo de 30° con la normal.
a) Determinar los ángulos de incidencia y refracción en cada superficie.
b) El rayo que emerge por el otro lado del plano esta desplazado con respecto a la
extrapolación recta del rayo incidente original. ¿Cuánto es este desplazamiento?
8.10 (C) Para un rayo de luz de =589 nm, determinar el ángulo crítico correspondiente a los
materiales diamante, cristal y hielo (n diam= 2,419, ncris= 1,66, nhielo= 1,309, nagua= 1,33), en caso
que estén:
a) rodeados de aire
b) rodeados de agua
8.11 (C) Luz blanca entra en un prisma de vidrio de
sección triangular. Incide perpendicularmente
a la cara delantera y es refractada en la cara
trasera (ver figura). El ángulo entre las caras
es de 30. Si el índice de refracción del vidrio
es nA = 1,525 para la luz azul ( = 450 nm) y
nR = 1,512 para luz roja ( = 650 nm) ¿cuál
es el ángulo entre la luz roja y la luz azul
después de pasar por el prisma?
30

Rojo
Azul
8.12 (B) Una diapositiva iluminada se encuentra a 44 cm de una pantalla. ¿En que posición debe
colocarse una lente de longitud focal 11 cm para obtener una imagen real de la diapositiva en la
pantalla?
8.13 (C) Un lente de vidrio de índice de refracción 1.56 tiene una cara plana y una cóncava
de radio 20 cm. La luz incide desde la izquierda
a) Calcular su longitud focal
b) Una moneda de diámetro 1 cm está puesta de cara hacia el lente a una distancia de
50 cm. ¿Dónde se ubica la imagen de la moneda que se ve por el otro lado del
lente?
c) ¿Cuál es el diámetro de la imagen?
d) Si el lente esta inmerso en agua (n = 1.33), ¿cuál es su nueva longitud focal?
8.14 (C) Dada una lente convergente de distancia focal f, determinar el rango de distancias al
cual un objeto debe ser puesto para que su imagen sea real o virtual ¿Cuáles serán los
rangos de distancias, si la lente es divergente?
8.15 (B) Una película de índice de refracción 1,33 y espesor 320nm está suspendida en el aire. Si luz
blanca incide normalmente sobre ella, ¿qué color tendrá la luz reflejada?
Rangos aproximados de longitud de onda para el espectro visible: λ violeta=380-430nm,
λañil=430-450nm, λazul=450-500nm, λceleste=500-520nm, λverde=520-565nm, λamarillo=565-590nm,
λnaranja=590-625nm, λrojo=625-780nm.
8.16 (B) La luz blanca que incide en una pompa de jabón tiene en el espectro visible un solo máximo
de interferencia para λ=600nm y un solo mínimo en el extremo violeta del espectro. Si el índice
de refracción de la pompa es 1,33, calcular su espesor.
8.17 (C) Sobre una película de sección variable en forma de cuña, cuyo índice de
refracción es 1,5, incide perpendicularmente luz de λ=630nm. Existen 10
franjas brillantes y 9 oscuras a lo largo de la película. ¿En cuanto cambia el
espesor de la cuña?
Ejercicios de examen
Examen marzo 2007¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
(Nota: cuando nos referimos a los radios de curvatura estamos considerando el valor del mismo así
como el signo que indica si la superficie es cóncava o convexa)
a) La distancia focal de una lente delgada depende sólo de los radios de curvatura de sus dos
caras.
b) La distancia focal de una lente delgada depende sólo de los radios de curvatura de sus dos
caras y del índice de refracción del material que la compone.
c) La distancia focal de una lente delgada depende sólo de los radios de curvatura de sus dos
caras, del índice de refracción del material que la compone y del índice de refracción del
medio en que se encuentra.
d) La distancia focal de una lente delgada depende sólo de los radios de curvatura de sus dos
caras y del índice de refracción del medio en que se encuentra.
e) La distancia focal de una lente delgada depende sólo del radio de curvatura de la cara sobre
la que incide la luz y del índice de refracción del material que la compone.
Examen julio 2007 Una lata cilíndrica tiene 25 cm de diámetro y 25
cm de altura.Un observador se coloca de tal manera que puede ver
únicamente la parte más distante del fondo (el punto A mostrado en la
figura). Luego se vierte líquido dentro de la lata y cuando éste alcanza
el borde, el observador, sin cambiar su posición original, alcanza
precisamente a ver una pequeña moneda que se encuentra centrada en
el fondo de la lata. ¿Cuál es el índice de refracción del líquido?
A
a) 1,58
b) 1,36
c) 1,22
d) 1,71
e) 0,63
luz