f_t_septima_edicion

o montada como se muestra en la figura 22.15a si
la frecuencia fundamental de vibración de la varilla
es de 3000 Hz?
Resp. 42.2 cm
*22.44. Halle la relación entre la intensidad de los sonidos si
uno es 12 dB más alto que el otro.
22.45. Cierto altavoz tiene una abertura circular de 6 cm2
de área. La potencia radiada por este altavoz es de
6 X 10~7 W. ¿Cuál es la intensidad del sonido en la
abertura? ¿Cuál es el nivel de intensidad?
Resp. 1 mW/m2, 90 dB
22.46. El silbato de señales de una fábrica textil tiene una
frecuencia de 360 Hz. ¿Cuáles son las frecuencias
que escucha el conductor de un automóvil que pasa
frente a la fábrica a 25 m/s un día en el cual el sonido
viaja a 343 m/s?
*22.47. ¿Cuál es la diferencia en los niveles de intensidad
(dB) para dos sonidos cuyas intensidades son 2 X
10-5 W/m2 y 0.90 W/m2? Resp. 46.5 dB
Preguntas para la reflexión crítica
*22.48. Al inhalar gas helio, podemos elevar en forma considerable
la frecuencia de nuestra voz. Para el aire
M = 29 g/mol y y = 1.4; para el helio M = 4.0 g/
mol y y = 1.66. A una temperatura de 27° C, usted
canta una nota do a 256 Hz. ¿Qué frecuencia se escuchará
si inhala usted gas helio y todos los demás
parámetros permanecen iguales? Observe que tanto
v como / se incrementaron. ¿Cómo puede explicar
esto considerando que v = /A? Comente su respuesta
Resp. 751 Hz
*22.49. Un silbato de juguete está fabricado con un trozo
de caña de azúcar de 8 cm de longitud. En rigor,
es un tubo abierto desde la entrada de aire hasta el
extremo opuesto. Suponga que ahora le hacemos un
orificio en el punto medio para que sea posible abrir
y cerrar el orificio con un dedo. Si la velocidad del
sonido es 340 m/s, ¿cuáles son las dos frecuencias
fundamentales que es posible obtener abriendo y
cerrando el orificio que hicimos en el centro de la
caña? ¿Cuál es la frecuencia fundamental si el orificio
del centro se cubre y el extremo final se tapa?
*22.50. Un diapasón cuya frecuencia es de 512 Hz se mueve
alejándose de un observador y acercándose a una
pared plana con una rapidez de 3 m/s. La rapidez
del sonido en el aire es de 340 m/s. ¿Cuál es la frecuencia
aparente del sonido no reflejado? ¿Cuál es
la frecuencia aparente del sonido reflejado? ¿Cuántas
pulsaciones se escuchan cada segundo?
Resp. 508 Hz, 517 Hz, 9 pulsadones/s
*22.51. Usando la definición logarítmica de decibel, deduzca
la expresión siguiente para vincular la relación
entre las intensidades de dos sonidos y la diferencia,
en decibeles, de dichos sonidos:
“ Pi = 10 log
Use esta relación para resolver los problemas 22.44
y 22.47.
*22.52. El aparato de laboratorio que muestra la figura 22.16
se usa para medir la rapidez del sonido en el aire por
el método de resonancia. Un diapasón que vibra a una
frecuencia/se sostiene sobre el extremo abierto de un
tubo parcialmente lleno de agua. La longitud de la columna
de aire se puede modificar cambiando el nivel
del agua. A medida que el nivel del agua desciende
gradualmente desde la parte superior del tubo, la intensidad
del sonido alcanza puntos máximos en los
tres niveles que se muestra en la figura. Los máximos
se presentan cada vez que la columna de aire resuena
con el diapasón. Así, la distancia entre las posiciones
de resonancia sucesivas es la distancia entre las notas
adyacentes para las ondas estacionarias en la columna
de aire. La frecuencia del diapasón es 512 Hz y las posiciones
de resonancia se presentan a 17, 51 y 85 cm
de la parte superior del tubo. ¿Cuál es la velocidad del
sonido en el aire? ¿Cuál es la temperatura ambiente
aproximada?
Resp. 348 m/s, 28.3° C
:
tlj
Figura 22.16 Aparato de laboratorio para calcular la velocidad del
sonido mediante el método de resonancia.
22.53. ¿Cuál es la diferencia en los niveles de intensidad
de dos sonidos, uno de los cuales tiene el doble de
intensidad que el otro?
462 Capítulo 22 Resumen y repaso