III. ONDAS

1. Fundamentos

1. Razona si la siguientes proposiciones son ciertas o falsas:
a) Cuando una onda se propaga por un medio, toda la materia se propaga también,
b) La velocidad de propagación de una onda mecánica, o elástica, depende de la frecuencia y amplitud de la perturbación producida en el foco de la onda, puesto que cuanto mayores sean éstas, más rápida será la vibración de las partículas del medio.

2. Demuestra que la función de ondas armónicas es solución de la ecuación de ondas.

3. Ext.06-A4

4. Ord.07-A5

5. Ext.08-A4

6. Ord.09-A5

7. Ord.11-A4

8. Ext.11-B4

9. Ext.12-B3

10. Ext.13-A3

11. Una onda mecánica se propaga según la ecuación y(x, t)= 3 sen (20πt - 50πx) (medida en el Sistema Internacional). Un partícula de 2,0 g es alcanzada por la onda a 0,5 m del foco. En el instante t= 2s, determina: a) su elongación, b) su velocidad de vibración, c) su energía.

12. Deduce las unidades en el Sistema MKSC de la intensidad de onda.

13. Un foco sonoro emite con una potencia de 20 W.
a) Calcula la intensidad sonora en dos puntos situados a 10 y 20 m respectivamente del foco emisor.
b) ¿Cuál será la relación que existe entre las amplitudes de la onda sonora en esos puntos?

14. En un concierto se utiliza un altavoz que emite con una potencia de 50 W.
a) ¿Cuál es la intensidad del sonido que se percibe a 50 m del mismo.
b) La organización quiere impedir que el público se aproxime a una distancia menor que el doble de la correspondiente al umbral del dolor. ¿Dónde deben poner el límite se seguridad? Dato: I Umbral del dolor = 100 W/m².

2. Fenómenos ondulatorios

15. Dos focos sonoros emiten ondas de la misma frecuencia, 100 Hz y amplitud, 4 cm; en fase. La distancia del foco más alejado a un punto P es 87,5 m. Sabiendo que la velocidad de propagación del sonido en el aire es de 340 m/s, determina a qué distancia de P hay que colocar el segundo foco para que la amplitud de la onda oída en P sea:
a) 8 cm (interferencia constructiva).
b) 0 cm (interferencia destructiva).

16. En una habitación dos altavoces emiten sonidos idénticos con una frecuencia de 80 Hz.
a) Encuentra a qué distancia se deben separar los altavoces y en qué punto hay que colocarse entre ellos para percibir un sonido con la máxima intensidad.
b) Repite el cálculo anterior referido a un punto donde la intensidad percibida sea mínima.
Datos: v sonido en el aire = 340 m/s.

18. En la primera cuerda de una guitarra las ondas se propagan a 422 m/s. La cuerda mide 64 cm entre sus extremos fijos. Calcula la frecuencia de vibración en el modo fundamental.

19. La cuerda MI de un violín vibra a 659,26 Hz en el modo fundamental. La cuerda tiene una longitud de 32 cm y produce un sonido de 1·10-4 W de potencia. Determina:
a) La velocidad de propagación de las ondas en la cuerda.
b) Dónde debe presionarse la cuerda para producir la nota FA, que corresponde a una frecuencia de 698,46 Hz.
c) A qué distancia hay que situarse para escucharlo con una intensidad de 1·10-7 W/m2.

20. Determina en qué casos la frecuencia percibida es mayor que la emitida:
a) Si el emisor se aleja del receptor.
b) Si el receptor se acerca al emisor.
c) Si el emisor y el receptor se alejan.

21. Ext.10-A4

22. Ext.15-A4

23. Ext.12-B4

24. Ord.13-B4

25. Ord.10-B2

3. Óptica geométrica

26. Ext.07-A4

27. Ord.08-B4

28. Deduce la Ecuación de Gauss para dioptrios, que permite determinar la posición de la imagen a partir de las distancias focales.

29. Ord.09-B5

30. Ord.10-A4

31. Ext.11-A4

32. Ord.13-A5

33. Razona si es cierto o falso:
a) La imagen producida por un espejo plano es real e invertida
b) La imagen producida por un dioptrio plano es real y de mayor tamaño que el objeto.
(Determina la profundidad aparente de un pez que está en reposo a 1 m por debajo de la superficie del agua. Dato: Índice de refracción en el agua = 4/3.)
c) La imagen producida por un espejo esférico convexo es virtual, derecha y menor que el objeto.

34. Ord.15-A5

35. Ext.14-A5

36. Ext.13-B5

37. Ord.11-B4

38. Razona si la siguiente proposición es cierta o falsa:
“Las lentes divergentes acercan los objetos, de aquí que se utilicen para corregir la miopía.”

4. El sonido

39. Un altavoz genera una intensidad sonora de 10-2 W/m2 a 20 m de distancia.
a) Determina el nivel de intensidad sonora en decibelios.
b) Calcula la potencia de sonido emitida por el altavoz.
Dato: I0 = 10-12 W/m2.

5. La luz

40. Ord.10-B2