PROBLEMAS DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA: ONDAS SONORAS

1. Una maceta es derribada desde un balcón, 20 m arriba de la acera y cae hacia un confiado hombre de 1.75 m de alto que está de pie abajo. ¿Qué tan cerca de la acera puede caer la maceta antes de que sea demasiado tarde para que un grito de advertencia desde el balcón llegue a tiempo al hombre? Suponga que el hombre abajo requiere 0.3 s para responder a la advertencia. La temperatura de ambiente es de 20ºC.

2. Una onda sonora sinusoidal se describe mediante la función de onda de desplazamiento

S ( x , t )=(2.00 µm )cos ( (15.7m−1 ) x−(858 s−1 ) t )a) Encuentre la amplitud, longitud de onda y rapidez de esta ondab) Determine el desplazamiento instantáneo del equilibrio de los elementos de

aire en la posición x=0.005 m en t=3.00 ms.c) Determine la máxima rapidez del movimiento oscilatorio del elemento

3. El esfuerzo de tensión de una gruesa barra de cobre es de 99.5% de su punto

de rompimiento elástico de 13 .0 x1010N /m2 . Si a través del material se

transmite una onda sonora de 500 Hz. a)¿Qué amplitud de desplazamiento hará

que se rompa la barra? b)cual es la máxima rapidez de los elementos de cobre en este momento? c)¿Cuál es la intensidad sonora en la barra?

4. Una carga de explosivo se denota a muchos metros del suelo. A una distancia de 400 m de la explosión, la presión acústica alcanza un máximo de 10.0 N/m2. Suponga que la rapidez del sonido es constante en 343 m/s a través sobre la región considerada, que el suelo absorbe todo el sonido que cae en él y que el aire absorbe energía sonora como se describe en la proporción de 7.00 dB/km. ¿Cuál es el nivel sonoro (en decibeles) a 4.00 km de la explosión?

5. Un cohete explota a una altura de 100 m sobre el suelo. Un observador en el suelo, directamente debajo de la explosión, experimenta una intensidad sonora

promedio de 7.00 x102W /m2durante 0.2 s. a)¿Cuál es la energía sonora total de

la explosión? b)¿Cuál es el nivel sonoro(en decibeles)que escucha el observador?

6. Un conductor viaja hacia el norte sobre una autopista con una rapidez de 25.0 m/s. una patrulla de caminos, que viaja hacia el sur con una rapidez de 40.0 m/s se aproxima con su sirena produciendo sonido a una frecuencia de 2500 Hz. a)¿Qué frecuencia observa el conductor mientras se aproxima la patrulla? b)¿Qué frecuencia detecta el conductor después de lo que rebasa la patrulla? c)repita los juicios a) y b) para cuando la patrulla viaja hacia el norte.

7. Un avión supersónico que viaja a Mach 3.00 a una altura de 20000 m está directamente arriba de una persona en el tiempo t=0 como se muestra en la figura a) ¿en qué tiempo la persona encontrara la onda de choque? b)¿Dónde estará el avión cuando finalmente se escuche el estallido? suponga que la rapidez del sonido en el aire es 335 m/s

PROBLEMAS DE FLUIDOS Y TERMODINAMICA: SOBREPOSICION Y ONDAS ESTACIONARIAS