Problemas resueltos de movimiento ondulatorio

A continuación teneis los primeros videos de problemas resueltos de movimiento ondulatorio. 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 propagación de las ondas mecánicas, pulsa en el anunciado para ver el video.

  1. Calcula la velocidad de propagación de las ondas transversales en una cuerda de 3 m de longitud y 30 g de masa cuando sea aplica sobre ella una tensión de 30 N.
  2. La velocidad del sonido en el aire en función de la temperatura absoluta viene dada aproximadamente por la ecuación siendo T la temperatura del aire expresada en el SI. Halla la longitud de onda de la nota musical do (frecuencia: 262 Hz) cuando la temperatura del aire es 0 ºC, 20 ºC y 40 ºC.
  3. Una cuerda de 120 cm de longitud tiene una masa de 30 gramos. Un extremo se fija a una pared y el otro se pasa por la garganta de una polea y se suspende de él una masa de 5 kg como se indica en la figura.Calcula la velocidad de propagación de las ondas transversales en esta cuerda.
  4. La expresión de la velocidad de propagación de las ondas longitudinales en un muelle es siendo k la constante elástica del muelle, L su longitud y m su masa. Se acopla un vibrador de 50 Hz al extremo de un muelle de 120 cm de longitud, 300 g de masa y 300 N m–1 de constante elástica. Calcula:La velocidad de propagación de las ondas longitudinales inducidas en el muelle.Su longitud de onda.
  5. El extremo de una cuerda tensa está acoplado a un foco vibrante que tiene un movimiento vibratorio armónico simple definido por la ecuación y = 0,03 sen 8πt, donde las distancias están expresadas en metros y el tiempo, en segundos. La cuerda, que tiene 140 cm de longitud y 18 g de masa, está sometida a una tensión de 12 N.Calcula la velocidad de propagación de las onda transversales en la cuerda.Halla el período, la frecuencia, la amplitud y la longitud de onda.Escribe la ecuación de movimiento de un punto situado a 20 cm del foco.
Aqui teneis los enunciados de los primeros videos de problemas resueltos de características de las ondas, pulsa en el anunciado para ver el video.

  1. Se conecta un foco vibrante de 200 Hz de frecuencia al extremo de un cable y se observa que la longitud de onda es 3 m. Calcula la velocidad de propagación de la perturbación por el cable.
  2. Halla la longitud de onda de un movimiento ondulatorio sabiendo que la distancia entre el primer vientre y el sexto nodo es 90 cm.
  3. Una onda tiene una amplitud de vibración de 5 mm. Calcula la elongación en el instante t = 0,7 T de una partícula que dista x = 0,2λ del origen de la perturbación.
  4. Dos corchos, separados por una distancia de 60 cm, flotan en un estanque de agua y dan 150 oscila-ciones completas cada minuto al ser alcanzados por una onda. Sabiendo que son crestas consecutivas, calcula la velocidad de propagación de la onda.
  5. Un extremo de una cuerda tensa horizontal de 4 m de longitud tiene un movimiento oscilatorio armónico de dirección vertical. La elongación de ese extremo es 2 cm en el instante t = 0,05 s. Se ha medido que la perturbación tarda 0,8 segundos en llegar de un extremo de la cuerda al otro y que la distancia entre dos valles consecutivos es 1 m. Calcula:La amplitud, la frecuencia y la longitud de onda.La velocidad del extremo de la cuerda en el instante t = 1 s.
  6. Una onda armónica que se propaga transversalmente por una cuerda tiene una velocidad de propagación de 12,4 m s–1. Una partícula (o segmento infinitesimal) de la cuerda experimenta un desplazamiento máximo de 4,5 cm y una velocidad máxima de 9,4 m s–1. Determina la longitud de onda y la frecuencia.
Aqui teneis los enunciados de los primeros videos de problemas resueltos de función de onda, pulsa en el anunciado para ver el video.

  1. Una onda transversal tiene las siguientes características: amplitud, 2 mm; frecuencia, 100 Hz; velocidad de propagación, 100 m s–1. Escribe su ecuación de onda expresando las unidades en el SI.
  2. a) Escribe la ecuación de una onda que se propaga en una cuerda (en sentido negativo del eje x) y que tiene las siguientes características: 0,5 m de amplitud, 250 Hz de frecuencia, 200 m s–1 de velocidad de propagación y la elongación inicial en el origen es nula.b) Determina la máxima velocidad transversal de un punto de la cuerda.
  3. Una onda armónica de frecuencia 100 Hz y 0,5 m de amplitud se propaga con una velocidad de 10 m s–1 en el sentido positivo del eje x. En el instante inicial (t = 0 s) y en el origen (x = 0 m) la elongación es y = + 0,5 m. Halla:La ecuación de onda. La diferencia de fase entre dos puntos separados 0,2 m.La velocidad y aceleración máximas de un punto del medio.
  4. A una playa llegan 15 olas por minuto y se observa que tardan 5 minutos en llegar desde un barco anclado en el mar a 600 m de la playa.Tomando como origen de coordenadas un punto de la playa, escribe la ecuación de onda, en el sistema internacional de unidades, si la amplitud de las olas es de 50 cm.Si sobre el agua a una distancia de 300 m de la playa existe una boya, que sube y baja según pasan las olas, calcula su velocidad en cualquier instante de tiempo. ¿Cuál es su velocidad máxima?
  5. La ecuación de una onda es ξ = 0,02 cos (4πx – 2πt), estando ξ y x expresadas en metros y t en segundos.Halla la amplitud, la frecuencia, la longitud de onda y la velocidad de propagación.Halla la fase inicial.Calcula la elongación del punto x = 0,25 m en el instante t = 0,5 s.
  6. Una onda transversal en una cuerda está descrita por la función y = 0,12 sen (πx/8 + 4πt) (expresada en unidades del SI). Determina la aceleración y la velocidad transversales en t = 0,2 s para un punto de la cuerda situado en x = 1,6 m.
  7. Una onda armónica transversal se propaga hacia la derecha con una velocidad de propagación de 600 m s–1, una longitud de onda de 6 m y una amplitud de 2 m. En el instante inicial (t = 0 s) y en el origen la elongación de la onda es nula.Escribe la ecuación de la onda.Calcula la velocidad máxima de vibración.Calcula el tiempo necesario para que un punto a 12 m del origen alcance por primera vez la velocidad máxima de vibración.
Aqui teneis los enunciados de los primeros videos de problemas resueltos de aspectos energéticos de las ondas, pulsa en el anunciado para ver el video.

  1. Un observador se encuentra a 2 m de distancia de un altavoz. Calcula a qué distancia debe situarse para que la intensidad de la onda que le alcance sea:El doble que la inicial.La mitad.
  2. Dos silbatos emiten con potencias de 0,1 W y 0,8 W, respectivamente, un sonido de 600 Hz de frecuencia en todas las direcciones de un medio homogéneo. Un punto P se encuentra a 15 m del primero y 30 m del segundo, de forma que no se encuentran alineados los pitos con el punto. Calcula las amplitudes de las perturbaciones generadas independientemente por cada silbato en el punto P.
  3. Una onda plana que se propaga por un medio absorbente reduce su intensidad a la mitad después de recorrer 4 m en el medio. Calcula:El coeficiente de absorción del medio.Cuánto se reducirá la intensidad de la onda después de recorrer 10 m.
  4. El coeficiente de absorción de un material absorbente es 7 m–1. Calcula qué espesor debe tener el revestimiento con este material de una habitación insonorizada para que la intensidad se reduzca a la quinta parte. ¿En qué factor se ha reducido la amplitud de la onda?
Aqui teneis los enunciados de los primeros videos de problemas resueltos de el sonido, pulsa en el anunciado para ver el video.

  1. Una motocicleta emite ruido con una potencia de 15 W. Calcula el nivel de intensidad sonora a una distancia de: a) 1 m, b) 5 m, c) 10 m.
  2. Un foco sonoro emite energía uniformemente en todas las direcciones del espacio con una potencia de 100 W y una frecuencia de 10 kHz. Calcula para una distancia de 10 m del foco:La intensidad de la onda sonora.El valor de la amplitud de la onda (densidad del aire, ρ = 1,293 kg m–3).El nivel de intensidad sonora.