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