Page 381 - Fisica General Burbano
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PROBLEMAS 393
74. Una sala tiene un tiempo de reverberación de 3 s. Se constru- nocemos: la longitud de la varilla del metal (L), la distancia entre nodo y
yen en el suelo unos bancos, del mismo material que el resto de la sala, nodo en el aire del tubo (L¢), la densidad del metal (r), la temperatura
que disminuyen el volumen en un 2% y aumentan la superficie total en del ambiente (t), la velocidad del sonido en el aire a 0 °C (330 m/s) y el
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un 15%. Calcular el nuevo tiempo de reverberación. coeficiente de dilatación de los gases (1/273,16 °C ). Determinar la fór-
75. Calcular la longitud de onda de la en el aire a 0 °C (velocidad mula de E, en función de los datos del problema.
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de propagación del sonido =330 m/s) y a 20 °C (c =340 m/s).
76. Teniendo en cuenta que la frecuencia del la es de 440 Hz, de-
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terminar la frecuencia de la nota do de las cinco primeras escalas.
77. Determinar qué nota es la que tiene por tono 950,4 Hz.
G) INSTRUMENTOS MUSICALES
78. Calcular la frecuencia del sonido fundamental emitido por una
cuerda de 1 m de longitud y 1 mm de diámetro, cuya densidad es
2 g/cm y está tensa por un peso de 9 231,6 g.
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79. Una cuerda está estirada por un peso de 1 kp. Calcular el peso
que debe tensar a otra cuerda de la misma sustancia, la misma longitud
y doble radio para que emita la octava aguda de la que produce la pri-
mera. Se supone que ambas emiten el sonido fundamental.
80. Una cuerda de 1 m de larga, fija por sus dos extremos vibra en
su tercer armónico. La amplitud de vibración de un vientre es 3 mm. La
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velocidad de las ondas transversales en esta cuerda es de 100 m/s. Es-
cribir la ecuación correspondiente a esta onda.
81. Se observa que una cuerda tensa vibra con una frecuencia de
30 Hz en su modo fundamental cuando sus extremos, fijos, están sepa-
rados una distancia de 60 cm. La amplitud del antinodo (vientre) es de Problema XVII-86.
3 cm. Determinar: 1) La ecuación de onda de la onda estacionaria que
tiene lugar en las condiciones descritas. 2) La velocidad de propagación
de una onda transversal en dicha cuerda. 3) La velocidad máxima del H) PERCEPCIÓN DEL SONIDO
punto medio de la cuerda. 89. Calcular en decibeles la sonoridad del sonido percibido en las
82. Una cuerda de guitarra, de longitud L =1 m, vibra estaciona- proximidades de una persona hablando en voz baja (la intensidad es
riamente en su modo fundamental con una amplitud en el punto medio 100 veces mayor que la intensidad umbral).
de 3 mm. La velocidad de propagación de las ondas en esta cuerda es 90. Determinar el nivel sonoro en los diversos casos del proble-
880 m/s. Determinar la ecuación de la onda. Tomar el origen para la ma 59.
posición en un extremo de la cuerda, y para el tiempo en el instante de 91. La bocina de un coche se oye hasta una distancia de 1 km.
máximo desplazamiento transversal de los puntos de la cuerda. 1) Calcular la sensación sonora a 100 m. 2) Calcular el número de boci-
83. El movimiento de una cuerda tensa de 1 m de longitud, con nas iguales que habría que juntar para que a 100 m la sensación sonora
sus extremos fijos, corresponde a una onda estacionaria dada por la fuera 60 dB.
ecuación escrita en el SI: y(xt) =10 2 sen 3px cos wt, si la velocidad de 92. A 10 m de distancia la sonoridad de una sirena de un barco es
propagación de estas ondas es de 10 m/s. Determinar: 1) Su longitud de 60 dB y el valor umbral de la intensidad para su frecuencia es de
de onda. 2) El número de nodos de la onda estacionaria. 3) Completar 10 12 W/m . Calcular: 1) La sonoridad a 1 km de distancia. 2) Distan-
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su ecuación calculando w. cia a la que la sirena deja de ser audible.
84. Calcular la frecuencia de los sonidos emitidos por un tubo 93. El nivel sonoro de una persona en las proximidades de nuestro
abierto y otro cerrado de 1 m de longitud, produciendo el sonido funda- oído es 80 dB. Calcular el número de personas que serían necesarias
mental. Se supone que la velocidad del sonido en el aire es 340 m/s. para que gritando en las proximidades de una lámpara de incandescen-
85. Calcular la longitud de un tubo abierto que lleno de aire y a cia de 100 W de consumo la mantuviesen encendida, suponiendo que
0 °C (c =330 m/s) emite como sonido fundamental el do . toda la energía acústica, que atraviesa en 1 s a 1 m , fuese transformada
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86. En la experiencia de la figura el diapasón emite el la . La longi- adecuadamente en energía eléctrica. (Potencia del sonido umbral:
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tud L del tubo que produce la resonancia es 19 cm. ¿Qué velocidad de 10 12 W/m .)
propagación tiene el sonido? ¿A qué temperatura está el ambiente du- 94. En un campo de fútbol hay 10 000 espectadores que gritan, en
rante la experiencia? DATOS: Frecuencia del la : 440 Hz. Velocidad del un momento de emoción, la palabra «gol». Si emplean 2 s en un grito y
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sonido en el aire a 0 °C: 330 m/s. la sonoridad a la misma distancia de cada emisor es 80 dB, determinar
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87. Un tubo de 1 m de largo está cerrado por uno de sus extremos. la energía transmitida por el aire a través de 1 cm . (Potencia del sonido
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Un alambre estirado se coloca cerca del extremo abierto. El alambre tie- umbral: 10 12 W/m .)
ne 0,3 m de largo y una masa de 0,01 kg. Se sostiene fijo en sus dos ex- 95. Un foco sonoro emite un sonido de 500 Hz tal que la sonori-
tremos y vibra en su modo fundamental. Pone a vibrar a la columna de dad a 1 m del foco es de 60 dB. Siendo la densidad del aire en las con-
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aire en el tubo con su frecuencia fundamental por resonancia. Encon- diciones de la experiencia de 1,27 kg/m y la velocidad del sonido de
trar: 1) La frecuencia de oscilación de la columna de aire. 2) La tensión 340 m/s, calcular: 1) La impedancia acústica del aire. 2) La potencia
del alambre. Velocidad del sonido en el aire, 340 m/s. sonora emitida por el foco. 3) El aumento máximo de presión en un
88. Deseamos conocer el módulo de Young (E) de un metal. Talla- punto a 2 m del foco. 4) La amplitud de la oscilación de las moléculas a
mos una varilla y la colocamos como vibrador de un tubo de Kundt. Co- 2 m del foco.
