Problemas resueltos de fenómenos ondulatorios

A continuación teneis los primeros videos de problemas resueltos de fenómenos ondulatorios. Poco a poco incorporaremos más videos, pero no descuideis la página porque cada semana se añaden más de 50 videos de problemas resueltos de Física.

Aqui teneis los enunciados de los primeros videos de problemas resueltos de fenómenos ondulatorios, pulsa en el anunciado para ver el video.

  1. Las ecuaciones de dos ondas armónicas son: ξ1 = 0,001 sen 2π (5t – 2x) y ξ2 = 0,001 sen 2π (5t – 6x), donde las longitudes están en metros y los tiempos en segundos. Halla la función de onda resultante.
  2. Dos ondas armónicas tienen idéntica función de onda. ¿Cuál sería la ecuación de onda resultante de la interferencia de ambas ondas armónicas? ¿Qué característica de la onda resultante es diferente de las características de cada onda individualmente considerada?
  3. Deduce la expresión del valor de la diferencia de fase entre dos ondas armónicas que tienen frecuencias iguales y que inciden en un mismo punto.
  4. El punto P equidista de dos focos emisores de ondas armónicas de distinta frecuencia. Deduce el valor de la diferencia de fase entre ambas ondas en dicho punto.
  5. Dos ondas armónicas que tienen la misma frecuencia y la misma velocidad de propagación inciden en un punto P. ¿Cuál es el valor máximo de la amplitud resultante en ese punto? ¿Y el mínimo?
Aqui teneis los enunciados de los primeros videos de problemas resueltos de interferencia de ondas pulsa en el anunciado para ver el video.

  1. Las ecuaciones correspondientes a dos ondas armónicas son: donde las longitudes están expresadas en metros y los tiempos, en segundos. Ambas ecuaciones coinciden en un punto del espacio. Halla para la onda resultante:La función de onda.La amplitud.El período y la frecuencia.La longitud de onda y el número de onda.
  2. Las ecuaciones correspondientes a dos ondas armónicas son: Calcula la amplitud de la onda resultante en el punto x = 1 m.
  3. Las ecuaciones correspondientes a dos ondas armónicas son:donde las longitudes están expresadas en metros y los tiempos, en segundos. Halla:La función de onda resultante.El valor de esta función en el punto x = 1 m.
  4. Dos altavoces coherentes emiten ondas sonoras de 100 Hz de frecuencia y 2 · 10–7 m de amplitud. Calcula la amplitud de la onda resultante en un punto P que dista 6,0 m del primero y 9,4 m del segundo.
  5. En un punto coinciden dos ondas armónicas de ecuaciones:donde las longitudes están en metros y los tiempos, en segundos. Determina la amplitud de la onda resultante en dicho punto.
  6. En un punto (x = 20 cm) coinciden dos ondas armónicas de ecuaciones:donde las longitudes están en centímetros y los tiempos, en segundos. Calcula la amplitud de la onda resultante en ese punto en el instante t = 2 s.
  7. Dos altavoces iguales de 2,4 mW de potencia cada uno emiten en fase con una frecuencia de 500 Hz. Un observador se encuentra a 4 m del primero y 6 m del segundo. Calcula la intensidad sonora que percibe el observador si:Solo funciona el primer altavoz.Solo funciona el segundo.Funcionan ambos simultáneamente.
Aqui teneis los enunciados de los primeros videos de problemas resueltos de ondas estacionarias pulsa en el anunciado para ver el video.

  1. Por una cuerda tensa se transmiten simultáneamente dos ondas transversales cuyas ecuaciones, utilizando el Sistema Internacional, son:Calcula la ecuación de la onda estacionaria resultante.La frecuencia fundamental del sonido que oirías si estuvieses cerca de la cuerda.
  2. La función de onda y(x, t) para una cierta onda estacionaria sobre una cuerda fija por ambos extremos es:con x e y en centímetros y t en segundos.¿Cuáles son las frecuencias de las ondas transversales en la cuerda que ha originado la onda estacionaria?¿Cuál es la velocidad de propagación de estas ondas?Si la cuerda está vibrando en su frecuencia fundamental, ¿cuál es su longitud?
  3. Calcula la velocidad de propagación de las ondas transversales en una cuerda de piano de 16 cm de longitud cuya frecuencia fundamental de vibración es de 62,5 Hz.
  4. Se superponen en una cuerda dos ondas moviéndose en sentidos opuestos cuyas funciones de onda son:obteniéndose ondas estacionarias.Determina la amplitud de la oscilación de la partícula situada en x = 4,2 m, así como su velocidad transversal cuando t = 2,9 s. ¿Con qué velocidad se mueven las ondas 1 y 2? ¿Cuáles son su período y su longitud de onda?
  5. Una cuerda fija por sus dos extremos vibra según la ecuación: estando x e y expresadas en centímetros y t, en segundos. Calcula:La amplitud y la frecuencia de las ondas que han generado la onda estacionaria descrita.La distancia entre dos nodos consecutivos.La elongación del punto x = 2,5 cm en el instante t = 0,3 s.
  6. Se aplica una tensión de 64 N a una cuerda de 2 m de longitud y 20 g de masa fija por sus dos extremos. Calcula:La velocidad de propagación de las ondas transversales en la cuerda.La frecuencia fundamental de vibración de la cuerda.La tensión que habría que aplicar sobre ella para que su frecuencia fundamental se duplicara.
  7. a)¿Cuáles son los valores de la frecuencia fundamental y de los otros armónicos en el caso de las ondas estacionarias en un tubo de 1 m de longitud cerrado por ambos extremos?b) ¿Cuáles son los valores de las longitudes de onda correspondientes a dichas frecuencias?
  8. Calcula la longitud de un tubo de órgano cerrado por un extremo para que la frecuencia fundamental del sonido que emite sea 262 Hz. ¿Cuál es la frecuencia de cada uno de los dos siguientes armónicos?
  9. Sea un tubo de un metro de longitud, abierto por un extremo y cerrado por el otro. Por el procedimiento adecuado se producen ondas estacionarias dentro del tubo y se oye un sonido de 84 Hz, que corresponde a la frecuencia fundamental.Calcula la velocidad del sonido.Determina la frecuencia del segundo armónico.
  10. Imagina la siguiente experiencia: disponemos de un tubo de longitud L = 50 cm, que está cerrado por un extremo y abierto por el otro al aire, y un pequeño altavoz que emite sonido a una frecuencia que podemos modificar a voluntad. Situamos el altavoz frente al extremo abierto del tubo y, partiendo de una frecuencia muy baja, vamos aumentándola hasta que detectamos la primera resonancia para una frecuencia de 172 Hz.Explica brevemente el fenómeno que estamos detectando.Deduce de los datos anteriores la velocidad del sonido en el aire.Si seguimos aumentando la frecuencia del sonido emitido por el altavoz, ¿para qué frecuencia detectaremos la segunda resonancia? Representa gráficamente en este último caso la onda estacionaria que se forma dentro de tubo, indicando la posición de nodos y vientres.
Aqui teneis los enunciados de los primeros videos de problemas resueltos de efecto Doppler, pulsa en el anunciado para ver el video.

  1. La locomotora de un tren se acerca a una estación a 100 km h-1 cuando emite un sonido continuo de 380 Hz. Calcula qué frecuencia percibirá un observador en reposo en la estación.
  2. Un camión, que circula a 90 km·h–1, emite un sonido continuo de 275 Hz, en el momento que pasa por delante de un observador fijo. Calcula la frecuencia del sonido que percibe el observador cuando el camión:Se aleja.Se acerca.
  3. Un diapasón que vibra con una frecuencia de 425 Hz se aleja con una velocidad de 1,7 m s–1 de un observador en reposo. Calcula la frecuencia que percibe el observador.
  4. Un automovilista, que se mueve con una velocidad de 90 km h–1, se acerca a una fábrica mientras que la sirena de esta emite un sonido de 250 Hz. Calcula:La frecuencia percibida por el automovilista. La frecuencia que percibirá mientras se aleja después de sobrepasar la fábrica.