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Problemas 493
cambia. d) Disminuye en un factor de 2. e) Cambia por
un factor impredecible. ii) ¿Qué sucede con su rapidez? Elija
entre las mismas posibilidades.
6. O Una onda sonora viaja en aire con una frecuencia de 500
Hz. Si la onda viaja del aire al agua, i) ¿qué sucede con su frecuencia?
a) Aumenta. b) Disminuye. c) No cambia. ii) ¿Qué
sucede con su longitud de onda? Elija entre las mismas posibilidades.
7. Al escuchar una banda u orquesta, ¿cómo puede determinar
que la rapidez del sonido es la misma para todas las frecuencias?
8. O Una fuente puntual transmite sonido en un medio uniforme.
Si la distancia desde la fuente se triplica, ¿cómo cambia
la intensidad? a) Se convierte en un noveno. b) Se convierte
en un tercio. c) No cambia. d) Se vuelve tres veces más
grande. e) Se vuelve nueve veces más grande.
9. O En un campanario la campana suena una vez. A 300 m enfrente
de la iglesia, la intensidad sonora máxima es 2 W/m 2 .
A 950 m detrás de la iglesia, la intensidad máxima es 0.2 W/
m 2 . ¿Cuál es el motivo principal para la diferencia en intensidad?
a) La mayor parte del sonido es absorbida por el aire
antes de llegar muy lejos desde la fuente. b) La mayor parte del
sonido es absorbida por el suelo mientras viaja alejándose de
la fuente. c) La campana transmite el sonido principalmente
hacia el frente. d) A mayor distancia, la potencia se dispersa
sobre un área más grande. e) A mayor distancia, la potencia
se dispersa a través de un volumen esférico más grande.
10. O Entre los siguientes sonidos, ¿cuál tiene más probabilidad
de alcanzar un nivel sonoro de 60 dB? a) un concierto de
rock, b) el voltear una página de este libro, c) una conversación
en la mesa a la hora de cenar, d) una animada
multitud en un partido de futbol.
11. O Con un medidor sensible del nivel sonoro mida el sonido de
una araña que corre a 10 dB. ¿Qué implica el signo negativo?
a) La araña se mueve alejándose de usted. b) La frecuencia
del sonido es muy baja para ser audible para los humanos.
c) La intensidad del sonido es muy débil para ser audible para
los humanos. d) Cometió un error: los signos negativos no
encajan con los logaritmos.
12. El evento Tunguska. El 30 de junio de 1908, un meteoro se
quemó y explotó en la atmósfera sobre el valle del río Tunguska,
en Siberia. Derribó árboles en miles de kilómetros
cuadrados e inició un incendio forestal, pero no produjo cráter
y aparentemente no causó pérdidas humanas. Un testigo
sentado en su pórtico afuera de la zona de los árboles caídos
recordó los eventos en la siguiente secuencia. Él vio una luz
moverse en el cielo, más brillante que el Sol, y descender en
un ángulo bajo hacia el horizonte. Sintió que su cara se calentaba,
que el suelo se sacudía. Un agente invisible lo levantó y
de inmediato lo soltó aproximadamente un metro más lejos de
donde había estado la luz. Escuchó un retumbar prolongado
muy fuerte. Sugiera una explicación para estas observaciones
y para el orden en el que ocurrieron.
13. Explique qué sucede con la frecuencia del eco del claxon de
su automóvil mientras conduce hacia la pared de un cañón.
¿Qué sucede con la frecuencia mientras se aleja de la pared?
14. O Una fuente de sonido vibra con frecuencia constante. Clasifique
la frecuencia del sonido observado en los siguientes
casos, de mayor a menor. Si dos frecuencias son iguales, muestre
su igualdad en su clasificación. Sólo una cosa se mueve a
la vez, y todos los movimientos mencionados tienen la misma
rapidez, 25 m/s. a) Fuente y observador estables entre aire estable.
b) La fuente se mueve hacia el observador entre aire
tranquilo. c) La fuente se mueve alejándose del observador
entre aire tranquilo. d) El observador se mueve hacia la fuente
entre aire tranquilo. e) El observador se mueve alejándose
de la fuente entre aire tranquilo. f) Fuente y observador estables,
con un viento estable que sopla desde la fuente hacia
el observador. g) Fuente y observador estables, con un viento
estable que sopla desde el observador hacia la fuente.
15. O Suponga que un observador y una fuente de sonido están
en reposo y un fuerte viento sopla alejándose de la fuente
hacia el observador. i) ¿Qué efecto tiene el viento sobre la
frecuencia observada? a) Hace que aumente. b) Hace que
disminuya. c) No genera cambios. ii) ¿Qué efecto tiene el
viento sobre la longitud de onda observada? Elija entre las
mismas posibilidades. iii) ¿Qué efecto tiene el viento sobre
la rapidez observada de la onda? Elija entre las mismas posibilidades.
16. ¿Cómo puede un objeto moverse respecto de un observador
de modo que el sonido proveniente de él no se corra en frecuencia?
Problemas
El problema 60 del capítulo 2 también se puede asignar con esta
sección.
1. Suponga que usted escucha el chasquido de un trueno 16.2 s
después de ver el relámpago asociado. La rapidez del sonido en
el aire es de 343 m/s, y la rapidez de la luz en el aire es de 3.00
10 8 m/s. ¿Qué tan lejos está del relámpago? ¿Necesita saber
el valor de la rapidez de la luz para responder? Explique.
2. Encuentre la rapidez del sonido a través del mercurio, que
tiene un módulo volumétrico de 2.80 10 10 N/m 2 y una densidad
de 13 600 kg/m 3 .
3. Un delfín en agua de mar, a una temperatura de 25°C, da un
chirrido. ¿Cuánto tiempo pasa antes de que escuche un eco
desde el fondo del océano, 150 m abajo?
4. La rapidez del sonido en el aire (en metros por segundo) depende
de la temperatura, de acuerdo con la expresión aproximada
v 331.5 0.607T C
donde T C es la temperatura Celsius. En aire seco, la temperatura
disminuye casi 1°C por cada 150 m de aumento en altura.
a) Suponga que este cambio es constante hasta una altura de
9 000 m. ¿Qué intervalo de tiempo se requiere para que el so-
2 intermedio; 3 desafiante; razonamiento simbólico; razonamiento cualitativo