PROBLEMAS Ondas.

PROBLEMAS DE ONDAS
PROPAGACIÓN DE ONDAS:
PROBLEMA 1.En la barra de hierro de la figura se
genera un pulso longitudinal de frecuencia
250 Hz que se mueve a 4800 m/s. Cuando
esa onda llega al aire se mueve en él con
velocidad de 340 m/s. Hallar la longitud de
onda en cada material. ¿Qué magnitudes se
conservan y cuáles no al cambiar de medio?
Solución: 19.2 m, 1.36 m.
PROBLEMA 2.- Un punzón golpea la superficie del agua con frecuencia 50 Hz y
produce ondas circulares en una cubeta de ondas. Si la distancia entre las crestas es de
24 mm, hallar la velocidad de propagación de estas ondas sobre la superficie del líquido.
Solución: 1.2 m/s.
PROBLEMA 3.- Un tren de ondas se mueve a lo largo de una cuerda con velocidad de
de 20 m/s y longitud de onda de 50 cm. Hallar su frecuencia y período.
Solución: 40 Hz, 0.025 s.
PROBLEMA 4.- Dibuja una onda que tenga la misma amplitud pero doble longitud de
onda que la siguiente.
LA LUZ:
PROBLEMA 5.a) La estrella Próxima Centauro se encuentra a 4,26 años-luz de la Tierra. ¿Qué
distancia es en km? ¿A cuántas U.A. equivale?
Dato: 1 U.A. (unidad astronómica) = 149,57 millones de km.
b) La distancia del Sol a Júpiter es de 5,2 U.A. Expresarla en minutos-luz.
Solución: 4·1013 Km, 269436 UA, 43.2 minutos-luz
PROBLEMA 6.Un haz de luz incide verticalmente
procedente de un avión que vuela a 8 km de
altura.
a) ¿Qué desviación sufre al chocar con el
agua?
b) ¿Qué tiempo le cuesta tocar el fondo
marino?
Datos:
índice de refracción del agua: n = 1.33
c = 300 000 km/s.
Solución: 7.1·10-7 s
PROBLEMA 7.- Tenemos una luz verde y otra amarilla. Deducir cuál es cuál sabiendo
que: Una de ellas tiene frecuencia 5.2·1014 Hz y la otra tienen  = 5·10-7 m.
PROBLEMA 8.- Un rayo de luz pasa del aire a cierto aceite de índice de refracción
1.2. ¿Cuál es el ángulo incidente si a la salida forma 25º con la normal?
Solución: 30,5º
PROBLEMA 9.Calcular el ángulo a de la figura, sabiendo que el
medio 2 es el aire y el medio 1 es agua, de índice de
refracción 1.33.
(Tal ángulo se conoce como ángulo límite.)
Solución: 48.75º
PROBLEMA 10.a) ¿A qué velocidad se mueve cualquier onda electromagnética?
b) Si hiciéramos un túnel atravesando la Tierra por su centro, ¿qué tiempo le costaría
recorrerlo a la luz?
Dato: Radio de la Tierra: 6 400 km.
Solución: 0.043 s
EL SONIDO:
PROBLEMA 11.- La cuerda “sol” de un violín vibra a 196 Hz. Si aceptamos para la
velocidad del sonido en el aire la expresión: v  20 T con la temperatura en grados
Kelvin. Hallar:
a) La velocidad del sonido en un auditorio que se encuentra a 30 ºC
b) La longitud de onda correspondiente a la nota “sol” del violín.
Solución: 348.14 m/s, 1.78m
PROBLEMA 12.- La siguiente ecuación expresa con muy buena aproximación la
velocidad del sonido en aire seco, en función de la temperatura: v  20 T con la
temperatura en grados Kelvin. Cuando decimos que el sonido se propaga a 340 m/s, ¿en
qué circunstancias es válido?¿Qué tiempo le cuesta recorrer la distancia MadridZaragoza (325 km)?
Solución: 16 ºC, 955.9 s (aprox. 16 min.)
PROBLEMA 13.- La velocidad del sonido en el agua es de 1 480 m/s y en el aire es de
345 m/s. Si una nota musical de 870 Hz correspondiente a un “la” pasa de un medio al
otro, hallar las magnitudes que cambian.
Solución: 1.7 m, 0.4 m
PROBLEMA 14.- El sónar de un barco envía señales para detectar la profundidad del
suelo marino. ¿A qué distancia se encuentra si tarda 2,1 s en recibir las señales que
envía?
Dato: Velocidad del sonido en el agua: 1480 m/s
Solución: 1554 m.
PROBLEMA 15.- La siguiente ecuación expresa con muy buena aproximación la
velocidad del sonido en aire seco, en función de la temperatura: v  20 T con la
temperatura en grados Kelvin. Hallar la velocidad del sonido en un día de verano a 35
ºC. Y en uno de invierno a -5 ºC.
Solución: 351 m/s, 327.4 m/s
PROBLEMA 16.a) La voz de un tiple emite un sonido a 2 000 Hz. ¿Qué longitud de onda le
corresponde?
b) El oído humano puede percibir sonidos que van desde una  = 17 m hasta una  =
0,017 m. ¿Cuáles son nuestros umbrales de audición?
Solución: 0.17m, 20 Hz, 20000 Hz