Este documento presenta varios problemas resueltos relacionados con la física de ondas sonoras, incluyendo problemas sobre cuerdas sonoras, tubos sonoros y el efecto Doppler. Los problemas cubren temas como calcular frecuencias fundamentales y armónicas basados en la longitud, tensión y densidad de una cuerda o tubo, y cómo cambios en estas propiedades afectan la frecuencia. También incluye cálculos sobre cómo la velocidad relativa de una fuente y observador afecta la frecuencia percibida debido al efecto
2. Guías De Trabajo Física Grado 11
Autor: Lic. Pedro Montero De La Cruz
Problemas de Cuerdas Sonoras
Problemas de Tubos Sonoros
Problemas de Efecto Doppler
3. PROBLEMAS DE CUERDAS SONORAS
(Pagina 22)
1. Una cuerda de guitarra tiene 60 cm de longitud y
una masa total de 0,05 kg. Si se tensiona mediante
una fuerza de 20 newton, calcular la frecuencia
fundamental y la del tercer armónico.
Datos.
l = 60 cm
m= 0,05 kg
T= 20 N
f=?
f 3=?
4. f=
U= U= 0,0833
U=
kg/m
f=
f= . f= f f= 12, 9125Seg-1 / seg
5. 2. Una cuerda mide 33 cm y tiene una densidad
lineal de 8× 10 -4 gms/cm.
¿ Cual debe ser la tensión a la que debe someterse
para que la frecuencia de su sonido fundamental
sea de 445 v/seg?
Datos.
l = 33 cm
u= 8× 10-4 gm/cm
T= ?
f= 445 v/seg
7. 3. Una cuerda de 45 cm de longitud y de 0,12 gms/ cm
de densidad lineal es sometida a una tensión de 3×10-8
dinas. Calcular la frecuencia fundamental y la frecuencia
de cuarto armónico.
Datos
l= 45 cm
u= 0,12 gm/cm
T= 3× 10-8 dinas
f f= ?
f4= ?
9. 4. Una cuerda vibra en su primer armónico
con una frecuencia de 24 vib/seg. Calcular la
frecuencia en el tercer armónico, si se
reduce la longitud a la mitad y se duplica la
tensión.
Datos
f = 24 v/ seg
T= 2
l =1/2
11. 5. Una cuerda de 120 cm de longitud
produce un sonido cuya frecuencia es de
250 v/seg. Si la longitud de la cuerda se
reduce a su tercera parte, ¿Que variación
experimenta la frecuencia?
Datos:
l= 120 cm
f= 250 v/ seg
12. Como la frecuencia es inversamente
proporcional a la longitud, si reducimos la
longitud a su tercera parte, la frecuencia
aumenta 3 veces
f= 750 v/ seg
13. PROBLEMAS DE TUBOS SONOROS
(Pagina 23)
1. Determina la frecuencia y la longitud de onda
del sonido fundamental o primer armónico dado
por un tubo cerrado de 30 cm de largo (v= 340
m/ seg)
Datos:
f= ?
l= 30 cm
V= 340 m/ seg
14. f= f = .340 m/seg
f= 283,3 v/
seg
= v f
/
=
= 1,2 m
15. 2. ¿ Que longitud debe tener un tubo abierto para que la frecuencia
de su segundo armónico sea de 528 v / seg? ((( v= 340 m / seg
)))
Datos
l= ?
l=
f2= 528 v/ seg
f=
f= nv / 2 f l= 0,6439 m
16. 3. Determinar la frecuencia de los tres
Primeros armónicos del sonido dado por:
a) Un tubo cerrado
b) Un tubo abierto
Si la longitud del tubo es de 67 cm y la
temperatura en 15 º C
17. • Datos:
l= 67 cm
t = 15ºC
v= 331+ 0,6 t
v= 331+ 0,6 . 15 v= 340 m/ seg
18. Tubos Cerrados
• f=
f1 = 507, 4626 v/seg
f1=
f2= 2 . 507, 4626 v/ seg f2=1 014,9253 v / seg
f3= 3. 507, 4626 v/ seg f3= 1. 522, 3878 v/ seg
19. Tubos Abiertos
• fn= v f1= = 126, 8656 v/ seg
• f2 = = f2= 380, 597 v / seg
• f3= m / seg f3= 634, 3283 v / seg
20. 4. Un tubo cerrado de órgano de una nota cuya
frecuencia es de 396 v / seg. ¿ Cual debe ser la
longitud
del tubo? (v= 340 m/ seg).
Datos:
f= 396 v/ seg l=
l= ?
l=
l= 0, 2146
21. PROBLEMAS DE EFECTO DOPPLER
(Pagina 23)
1. Una locomotora emite un sonido de
frecuencia igual a 200 v / seg. Y marcha a
Una velocidad de 80 m/ seg. Si un
observador marcha a la velocidad de
30m/seg, calcular la frecuencia de sonido
percibido por el observador si la fuente y el
observador :
• a) Se acercan entre si
• b) Se alejan uno del otro
22. Se acercan entre si
f0= 328 vib/s
f= 200 vib/s f0 > f
v0= 30 m/s f0 = f
v0= 80 m/s f0 = 200 v/s
f0 = 200 vib/s . 1, 63
f0= 122 vib / s
f0= 328 vib / s
23. Se alejan uno del otro
f0= 122 vib/s
f= 200 vib/s f0 < f
v0= 30 m/s f0 = f
v0= 80 m/s f0 = 200 v/s
f0 = 200 vib/s . 0, 61
f0= 200 vib/s .
f0= 122 vib/s
24. 2. Una persona percibe que la frecuencia
del sonido mitido por un tren es de 350 V/
seg. Cuando se acerca el tren y de 315 vib
/ seg, cuando se aleja. ¿ Cual es la
velocidad del tren ?
Datos:
f= 350 v / seg
f= 315 v / seg