isabeu fisica

8/13/2019 Isabeu fisica

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1. Dos bocinas estn separadas 1.80 m. Una persona est de pie a 3.00 m deuna bocina y a 3.50 de la otra. Sea T =20C.

Vs=331+0.6 (Tc) ------Vs=331+0.6 (20)= 343 m/s.

=Vs/f-------Y = 343/f. (1)

D.F= (d1- d2) (/Y) ---D.F= (3.5-3) (/Y). (2)

Reemplazando (1) en (2)---D.F= (0.5) (f/343). (3)

Para que se produzca una interferencia destructiva D.F= m (/2). (4)siendo m=1, 3, 5,..

Luego al igualar (3) y (4) obtenemos-----f=m.343

a) Cul es la frecuencia ms baja a la que ocurrir interferenciadestructiva en ese punto? la frecuencia ser ms baja cuando m=1

f=1(343)=343 Hz

b) Calcule otras dos frecuencias que tambin den como resultadointerferencia destructiva en ese punto (indique las siguientes dos msaltas).

Cuando m=3---------f=3(343)=1029 HzCuando m=5---------f=5(343)=1715 Hz

2. Se supone que dos cuerdas de piano vibran a 132 Hz, pero un afinador depiano escucha tres pulsos cada 2.0 s cuando se tocan juntas. a) Si una vibra a132 Hz, cul debe ser la frecuencia de la otra (slo existe una respuesta)? b)En qu porcentaje debe aumentar o disminuir la tensin para que las cuerdasqueden afinadas?Pulsos= 1.5 Hz

3. Una fuente emite sonidos con longitudes de onda de 2.64 m y 2.76 m en elaire. Cuntos pulsos por segundo se escucharn? (Se supone que T=20C).

4. La frecuencia predominante de la sirena de un carro de bomberos es de1550 Hz cuando est en reposo. Qu frecuencia detecta una persona si semueve con una rapidez de 30.0 m/s a) hacia el carro de los bomberos y b)

alejndose de l?


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a) el observador se acerca a la fuente:f= f*(Vs + V) /Vs --f=(340+30) /340 *1550=1686.76 Hz

b) el observador se acerca a la fuente:f= f* (Vs - V) /Vs --f=(340-30) /340 *1550=1413.24 Hz

5. Una persona est de pie sin moverse. Qu frecuencia detectar si un carrode bomberos, cuya sirena emite a 1550 Hz, se mueve con rapidez de 32m/s a)hacia la persona o b) alejndose de ella?

a) la fuente se acerca al observador:f= f*Vs/ (Vs - V) --f=340/ (340-32) *1550=1711.04 Hz

b) la fuente se aleja del observador:f= f*Vs/ (Vs + V) --f=340/ (340+32) *1550=1416.66Hz

6. a) Compare el corrimiento de frecuencia si una fuente de 2000 Hz se muevehacia un observador a 15 m/s con el corrimiento que se produce si elobservador se nueve hacia la fuente a 15 m/s. Las dos frecuencias sonexactamente iguales? Estn cerca?

I. la fuente se acerca al observador:f= f*Vs/ (Vs - V) --f=340/ (340-15) *2000=2092.31 Hz

II. la fuente se aleja del observador:f= f*Vs/ (Vs + V) --f=340/ (340+15) *2000=1915.49 Hz

Las frecuencias son diferentes y no son cercanas

b) Repita el clculo para 150 m/s y luego para c) 300 m/s. Qu se concluyeacerca de la asimetra las frmulas Doppler?

I. la fuente se acerca al observador:f= f*Vs/ (Vs - V) --f=340/ (340-150) *2000=3578.95 Hz

II. la fuente se aleja del observador:f= f*Vs/ (Vs + V) --f=340/ (340+150) *2000=1387.76 Hz

III. la fuente se acerca al observador:f= f*Vs/ (Vs - V) --f=340/ (340-300) *2000=17000 Hz

IV. la fuente se aleja del observador:f= f*Vs/ (Vs + V) --f=340/ (340+300) *2000=1062.5 Hz

Se puede concluir en estos casos la frecuencia mxima seria cuando la fuentese acerca al observador, y que mientras mayor sea la velocidad de la fuentemayor ser la diferencia entre ambos casos.

7. Dos automviles estn equipados con la misma bocina de una solafrecuencia. Cuando uno est en reposo y el otro se mueve hacia el primero a


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15m/s, el conductor en reposo escucha una frecuencia de 5.5 Hz. Cul es lafrecuencia que emiten las bocina? Considere que T= 20C.

Vs=331+0.6 (Tc) ------Vs=331+0.6 (20)= 343 m/s.

la fuente se acerca al observador:f= f*Vs/ (Vs - V) --f=343/ (343-15) *f=5.5

f=5.26 Hz8. Un murcilago en reposo enva ondas sonoras ultrasnicas a 50.0 kHz y lasrecibe de regreso a partir de un objeto que se mueve alejndose directamentede l a 25.0 m/s. Cul es la frecuencia del sonido recibido?

I. Primero el observador se aleja de la fuente:f= f*(Vs - V) /Vs --f=(340-15) /340 *50000=47794.12 Hz

II. Luego al reflejar el sonido: la fuente se aleja del observador:

f= f*Vs/ (Vs + V) --f=340/ (340+15) *47794.12=45774.65 Hz

La frecuencia del sonido recibido es 45774.65Hz

9. Un murcilago vuela hacia una pared con una rapidez de 5.0m/s. Mientrasvuela, el murcilago emite una onda sonora ultrasnica con frecuencia de 30.0kHz. Qu frecuencia escucha el murcilago en la onda reflejada?

I. Primero la fuente se acerca al observador:f= f*Vs/ (Vs - V) --f=340/ (340-5) *30000=30447.76 Hz

II. Luego al reflejar el sonido: el observador se acerca a la fuente :f= f*(Vs + V) /Vs --f=(340+5) /340 *30447.76 =30895.52 Hz

La frecuencia del sonido recibido es 30895.52 Hz

10. Uno de los experimentos Doppler originales consisti en tocar una tubacon una frecuencia de 75 Hz en un vagn plano de ferrocarril en movimiento;una segunda tuba idntica toc el mismo tono mientras estaba en reposo en la

estacin de ferrocarril. Qu frecuencia de pulso se escuch si el carro deferrocarril se aproxim a la estacin con una rapidez de 10.0 m/s?

I. la fuente se acerca al observador:f= f*Vs/ (Vs - V) --f1=340/ (340-10) *75=77.2727.. Hz

II. el observador se acerca a la fuente :f= f*(Vs + V) /Vs --f2=(340+10) /340 *75 =77.21 Hz

Luego la frecuencia de pulso es:

(f1- f2)/2--(77.27-77.21)/2= 0.03Hz


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11. Un medidor Doppler de flujo utiliza ondas ultrasnicas para medir larapidez del flujo sanguneo. El dispositivo emite un sonido a 3.5 MHz y larapidez del sonido en el tejido humano es de 1540 m/s. Cul es la frecuencia

de pulso esperad si la sangre fluye en las grandes arterias de la pierna a2.0cm/s alejndose directamente de la fuente sonora?

I. Primero el observador se aleja de la fuente:f= f*(Vs - V) /Vs --f=(1540-0.02) /1540 *3500000=3499954.5454 Hz

II. Luego al reflejar el sonido: la fuente se aleja del observador:f= f*Vs/ (Vs + V) --f=1540/ (1540+0.02) *3499954.54=3499909.09 Hz

La frecuencia del sonido recibido es 3499909.09 Hz

12. Para registrar el ritmo cardiaco de un feto se us el efecto Doppler conondas ultrasnicas de 2.25 X 106 Hz de frecuencia. Se observ una frecuenciade pulso (mxima) de 500 Hz. Si se supone que la rapidez del sonido en eltejido es de 1.54 X 103 m/s, calcule la velocidad mxima de la superficie delcorazn que late.

I. Primero el observador se acerca a la fuente:f= f*(Vs +V) /Vs --f=(1540+v) /1540 *2250000

II. Luego al reflejar el sonido: la fuente se aleja del observador:f= f*Vs/ (Vs + V) --500=1540/ (1540-v) *f

13. Un silbato de fbrica emite un sonido con 570 Hz de frecuencia. Cuandola velocidad del viento que sopla desde el norte es de 12.0 m/s. Considere queT=20C.Qu frecuencia escucharn los observadores que estn ubicados, enreposo, a) hacia el norte, b) hacia el sur, c) hacia el este y d) hacia el oeste delsilbato?

Vs=331+0.6 (Tc) ------Vs=331+0.6 (20)= 343 m/s.

I. Cuando la persona se encuentra en el norte o el oeste: la fuente se alejadel observador:

f= f*Vs/ (Vs + V) --f=343/ (343+12) *570=550.73 Hz

II. Cuando la persona se encuentra en el norte o el oeste: la fuente seacerca al observador:

f= f*Vs/ (Vs - V) --f=343/ (343-12) *570=590.66 Hz


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Qu frecuencia escucha un ciclista que se dirige hacia el silbato e) con rumboal norte o f) con rumbo al oeste, a 15.0m/s?

a) cuando el receptor y la fuente se acercan:

=616.495

b) cuando el receptor y la fuente van en el mismo sentido (receptor delantede la fuente):

=564.83

14. a) A qu rapidez se mueve un objeto en Tierra si su rapidez a 20C es

Mach 0.33? Mach=

=

0.33=(331+0.6*20)/v-----V=1039.3939.. m/s

b) Un jet de gran altura que vuela a 3000 km/h muestra un nmero Machde 3.2 en una pantalla. Cul es la rapidez del sonido a esa altitud?

3.2(3000*5/18)=Vs----Vs=2666.6666m/s

15. Un avin viaja a Mach 2.3 donde la rapidez del sonido de 310 m/s.

a) Cul es el ngulo que la onda de choque forma con la direccin delmovimiento del avin?

Mach= =

2.3= --- 25.47b) Si el avin vuela a una altura de 7100m, Cunto tiempo despus escucharala onda de choque una persona que se encuentra directamente abajo sobre latierra?

D/v=t --7100*/343 = 8.9s

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