TALLER DE ONDAS

TALLER DE ONDAS

1. ¿por qué las ondas sonoras se caracterizan como ondas longitudinales?
2. Como resultado de una explosión a distancia, un observador siente un temblor de tierra y después escucha la explosión explique.
3. Si un reloj despertador se coloca en un buen vacio y después se activa, no se escucha ningún sonido. Explique
4. Algunas ondas son armónicas, mientras que otras no. De un ejemplo de cada una.
5. En el ejemplo 17.4, se encontró que una fuente puntual con una potencia de salida de 80 W reduce su nivel de intensidad a unos  40 dB a una distancia aproximada de 16 millas. ¿Por qué cree que normalmente no se puede escuchar un concierto de rock a 16 millas de distancia?
6. Si la distancia desde una fuente puntual se triplica. ¿Por qué factor decrece la intensidad?
7. Explique cómo se utiliza el efecto doppler con microondas para determinar la rapidez de un automóvil.
8. Si se encuentra en un vehículo en movimiento, explique qué ocurre a la frecuencia de su eco a medida que se mueve hacia la pared de un cañón. ¿Qué ocurre con la frecuencia cuándo se aleja de la pared?
9. Suponga que tanto una fuente como un observador están en reposo y que soplan un fuerte viento hacia el observador. Describa el efecto del viento (si es que hay) sobre a) la longitud de onda observada, b) la frecuencia observada y c) la velocidad de la onda.
10. De los siguientes sonidos, ¿Cuál es más probable que tenga un nivel de intensidad de 60 dB: un concierto de rock, el provocado al voltear esta página, una conversación normal, el aplauso de los espectadores en un partido de futbol o el ruido de fondo en una iglesia?
11. Estime el nivel de decibeles de cada uno de los sonidos de la pregunta 10.
12. Un sistema binario de estrellas consta de dos estrellas girando una alrededor de la otra. Si se observa la luz que nos llega de una de esas estrellas en tanto completa una revolución alrededor de la otra, ¿Qué predice el efecto doppler que le pasara a esta luz?
13. ¿Cómo se puede mover un objeto respecto de un observador de tal manera que el sonido que salga de el no se modifique en su frecuencia?
14. ¿Por qué no es posible usar el sonar (ondas sonoras) para determinar la rapidez de un objeto que se mueve más rápido que la velocidad del sonido en ese medio?
15. ¿Por qué un paisaje se encuentra tan “silencioso” después de una nevada?
16. ¿Por qué la intensidad de un eco es menor  que la del sonido original?
17. Si la longitud de onda de una fuente de sonido se reduce en un factor de 2, ¿Qué le ocurre a su frecuencia? ¿a su rapidez?
18. Una onda sonora viaja en el aire con una frecuencia de 500Hz. Si parte de la onda viaja del aire al agua, ¿cambia su frecuencia? ¿cambia su longitud de onda? Justifique su respuesta.
19. En un descubrimiento reciente, se encontró que una estrella cercana tiene un gran planeta orbitando a su alrededor, aunque no se observa el planeta. En términos de los conceptos de sistemas que giran alrededor de su centro de masa y del corrimiento de la luz por efecto doppler (el cual es de muchas formas similar al del sonido), explique como un astrónomo pudo determinar la presencia del planeta invisible.
20. Explique cómo se puede determinar la distancia a la que se ve un rayo contando los segundos entre el relámpago y el sonido del trueno. ¿se debe tomar en cuenta la rapidez de la señal luminosa?

SOLUCION

1. Porque la magnitud que se propaga (la presión en este caso) lleva la misma dirección que la propagación, es decir, las moléculas aumentan y disminuyen la presión localmente oscilando alrededor de su posición de equilibrio en la MISMA dirección en la que se propaga el sonido.
2. la onda de choque supera la velocidad del sonido por eso en resumidas palabras viaja más rápido el "golpe" que el sonido.
3. En el vacio el sonido no se propaga  al no existir partículas que puedan vibrar.
4. Olas, que son perturbaciones que se propagan por el agua. Ondas, microondas, ondas infrarrojas, luz visible, luz ultravioleta, rayos X, y rayos gamma conforman la radiación electromagnética. En este caso, la propagación es posible sin un medio, a través del vacío. Las ondas electromagnéticas viajan a 299 792 458 m/s en el vacío. Sonoras  una onda mecánica que se propaga por el aire, los líquidos o los sólidos. Ondas de tráfico (esto es, la propagación de diferentes densidades de vehículos, etc.)  estas pueden modelarse como ondas cinemáticas, Ondas sísmicas en terremotos. Ondas, que son fluctuaciones en la curvatura del espacio tiempo predichas por la relatividad general. 
5. Entre más distancia de la fuente la intensidad de sonido disminuye.
6. En el caso del sonido la norma es que cada vez que se duplica la distancia de la fuente, la intensidad del sonido se reduce en 6 dB. Así que como al duplicarse se reduce en 6 dB y si se duplica otra vez (se cuadriplica) se reduce en 6+6 = 12 dB, es de suponer que si se triplica la distancia, la reducción estará entre 6 dB y 12 dB, cerca de los 9 dB (no exactamente 9 dB porque la escala es logarítmica)
7. El efecto Doppler consiste en la variación de la longitud de onda de acuerdo al movimiento relativo entre la fuente, el receptor y el medio. Para las ondas electromagnéticas no hay un medio de propagación, claro. 
   Cuando la onda se refleja en el automóvil (que se está moviendo), este se convierte en una fuente en movimiento, alterando la longitud de onda. Comparando la longitud de onda de la señal reflejada con la original se puede deducir la velocidad (esto se suele hacer aplicando efectos de interferencia). 
   La intensidad de una onda generada por una fuente puntual disminuye con el cuadrado de la distancia. Por lo tanto, al triplicar la distancia, la intensidad es nueve veces menor (3x3 = 9). La intensidad disminuye al alejarse de la fuente.
8. Al igual que un sonido, cuando una onda electromagnética que se propaga por el aire choca contra un obstáculo parte de su energía es absorbida y parte reflejada hacia el emisor. El retardo y las características de esta señal reflejada sirven al radar para determinar la posición, velocidad e incluso propiedades morfológicas del obstáculo encontrado.
9. No
10. El concierto de rock alcanza una intensidad de 120 Db.
11. Concierto de rock 120 Db, voltear una página 20 Db, una conversación normal 60 dB, espectadores de un partido de fútbol 100Db, ruido de fondo en una iglesia 60Db.
12.  Cuando una onda es emitida por un sistema en movimiento, la longitud de onda percibida es diferente a la emitida. Igual ocurre cuando quien se mueve es el que percibe las ondas. Con las ondas de luz sucede que la longitud de onda observada es diferente a la emitida por la fuente, que tan fuerte sea el cambio dependerá de la velocidad relativa entre la fuente y el observador.
13. Debe ser movido en la misma dirección del observador ya que si cambia de posición el sonido también lo hará no será el mismo.
14. No
15. Por la densidad de la nieve
16. Se debe a los efectos de dispersión, a medida que la onda se leja de la fuente de sonido abarca más superficie su frente de ondas, debilitándose en relación a la superficie abarcada. Al rebotar en superficies irregulares, a su vez se dirige a distintas direcciones y es menor la cantidad que vuelve al punto donde se escucha el eco. 
17. Disminuyen
18.  la frecuencia de una onda solo depende de la fuente que origina la onda, por tanto no depende de su velocidad.
    Por otro lado la velocidad de la onda depende del medio en que ésta se propague y cuando la onda pasa de un medio a otro, al cambiar su velocidad también lo hace su longitud de onda, de modo tal que la frecuencia quede invariante.
19. Materia Oscura: tal es el nombre con el que se ha designado a todo aquello que los astrónomos no pueden ver ni detectar en forma directa, pero que se hace evidente a través de su atracción gravitatoria sobre otros cuerpos celestes.
20. Cuenta los segundos hasta que escuches el sonido del trueno. Si tienes un reloj que cuentes los segundos o uno digital con segundos, empieza a contar tras ver el relámpago y detente cuando escuches el principio del trueno. Si no tienes un reloj, con mucho cuidado empieza a contar los segundos (un un mil, dos dos mil, etc...) 
    Divide el número de segundos entre 3 para calcular la distancia en kilómetros (o entre 5 para calcular la distancia en millas). En otras palabras, si cuentas 15 segundos desde que viste el relámpago hasta que escuchaste el trueno, el rayo cayó a cerca de 5 kilómetros cerca de ti (3 millas). El espacio que se ve desde que ves la luz hasta que escuchas el trueno es debido a que el sonido viaja mucho más lento que la luz. El sonido viaja de 330 a 350 m/s lo que significa que el sonido recorre un kilómetro en más o menos 3 segundos (1 milla = 5 segundos) 
     

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