SOLUCION DE PROBLEMAS
Por: María José Córdoba AcostaKaren Luna Niebles
Lic. Carmen Charris Reyes
Guías De Trabajo Física Grado 11Autor: Lic. Pedro Montero De La Cruz
Problemas de Cuerdas Sonoras
Problemas de Tubos Sonoros
Problemas de Efecto Doppler
PROBLEMAS DE CUERDAS SONORAS (Pagina 22)
1. Una cuerda de guitarra tiene 60 cm de longitud yuna masa total de 0,05 kg. Si se tensiona medianteuna fuerza de 20 newton, calcular la frecuenciafundamental y la del tercer armónico.Datos.l = 60 cm
m= 0,05 kg
T= 20 N
f = ?
f 3=?
f=
U=
f=
U= U= 0,0833 kg/m
f= . f= ff= 12, 9125Seg-1 / seg
2. Una cuerda mide 33 cm y tiene una densidadlineal de 8× 10 -4 gms/cm.¿ Cual debe ser la tensión a la que debe sometersepara que la frecuencia de su sonido fundamentalsea de 445 v/seg?
Datos.l = 33 cm
u= 8× 10-4 gm/cm
T= ?
f= 445 v/seg
f=
T= 4,8×10 gm/cm . (33)2.(445)
4 = T= 4M
T= 690077, 52 INA
3. Una cuerda de 45 cm de longitud y de 0,12 gms/ cmde densidad lineal es sometida a una tensión de 3×10-8
dinas. Calcular la frecuencia fundamental y la frecuenciade cuarto armónico.
Datosl= 45 cm
u= 0,12 gm/cm
T= 3× 10-8 dinas
ff= ?
f4= ?
f=
f= 0,00002168
f= 0,00008672
f= f=
4. Una cuerda vibra en su primer armónicocon una frecuencia de 24 vib/seg. Calcular lafrecuencia en el tercer armónico, si sereduce la longitud a la mitad y se duplica latensión.Datos
f = 24 v/ segT= 2l =1/2
f=
Nueva frecuencia: f= 8,24 v/ seg = 192 v/seg
f3= 3 . 192 v/seg f3= 570
f=
f= 2.4
5. Una cuerda de 120 cm de longitudproduce un sonido cuya frecuencia es de250 v/seg. Si la longitud de la cuerda sereduce a su tercera parte, ¿Que variaciónexperimenta la frecuencia?
Datos:l= 120 cm
f= 250 v/ seg
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
PROBLEMAS DE TUBOS SONOROS (Pagina 23)
1. Determina la frecuencia y la longitud de ondadel sonido fundamental o primer armónico dadopor un tubo cerrado de 30 cm de largo (v= 340m/ seg)Datos:
f= ?
l= 30 cm
V= 340 m/ seg
f=
/ f
f = .340 m/seg
f= 283,3 v/
seg= v
=
= 1,2 m
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
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
• Datos:
l= 67 cm
t = 15ºC
v= 331+ 0,6 t
v= 331+ 0,6 . 15 v= 340 m/ seg
Tubos Cerrados
• f=
f2= 2 . 507, 4626 v/ seg f2=1 014,9253 v / seg
f3= 3. 507, 4626 v/ seg f3= 1. 522, 3878 v/ seg
f1=
f1 = 507, 4626 v/seg
Tubos Abiertos
• fn= f1= = 126, 8656 v/ seg
• f2 = = f2= 380, 597 v / seg
• f3= m / seg f3= 634, 3283 v / seg
v
4. Un tubo cerrado de órgano de una nota cuyafrecuencia es de 396 v / seg. ¿ Cual debe ser la
longituddel tubo? (v= 340 m/ seg).Datos:
f= 396 v/ seg l= l= ?
l =
l= 0, 2146
PROBLEMAS DE EFECTO DOPPLER (Pagina 23)
1. Una locomotora emite un sonido defrecuencia igual a 200 v / seg. Y marcha aUna velocidad de 80 m/ seg. Si unobservador marcha a la velocidad de30m/seg, calcular la frecuencia de sonidopercibido por el observador si la fuente y elobservador :• a) Se acercan entre si• b) Se alejan uno del otro
Se acercan entre si
f0= 328 vib/sf= 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 / sf0= 328 vib / s
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
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
• F0 > F f0= f
f0= f 350
F0 < F F0 = F F0 = 315
350 = 315
= 1, 11
= 377, 7 + 1, 11 Vt 1, 11 Vt – Vf = 340–377,77
0, 11 Vf = -37, 777 Vf = 340, 33 m / seg