Guía Práctica 2 Ondas Ii El Sonido.pdf

GUÍA PRÁCTICA Ondas II: el sonido

Física

Nº

Ejercicios PSU 1.

¿Con qué característica de una onda sonora está relacionada la intensidad de los sonidos que escuchamos? A) B) C)

2.

Frecuencia Amplitud Velocidad

D) E)

Forma Longitud de onda

GUÍA CURSOS ANUALES

Los rayos de la figura representan dos ondas sonoras incidiendo en una superficie. P

R

60º



Ciencias Básicas

Programa

Estándar Anual

30º

Es (son) correcta(s) I) R tiene menor ángulo de reflexión que P. II) el ángulo de reflexión de R es 30º. III) el ángulo de reflexión de P es 30º. A) Solo I D) Solo I y II B) Solo II E) Solo I y III C) Solo III

3.

Un diapasón vibra a razón de 170 [Hz] y la onda emitida por él se propaga con una rapidez de 340 m s . La longitud de la onda emitida por el diapasón es

GUICANCBFSA03013V3

A) B) C) 4.

2 [m] 4 [m] 6 [m]

D) E)

170 [m] 340 [m]

En ciertas salas de cine, tanto las paredes como el cielo son cubiertas con materiales blandos, como alfombras, para evitar el efecto llamado eco. ¿Qué propiedad característica de la onda sonora se intenta evitar? A) B) C)

Reflexión Refracción Difracción

D) E)

Interferencia Absorción

Cpech

1

Ciencias Básicas Física 5.

Respecto del sonido, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es INCORRECTA? A) B) C) D) E)

6.

Una ballena en la superficie del mar emite ondas sonoras de 200 [Hz], de las cuales se propagan unas por el aire y otras por el agua, abarcando una extensión circular a su alrededor. Si vsonido en agua = 1450 m y vsonido aire = 340 m , ¿cuál es la diferencia de las longitudes de onda s s entre ambas ondas emitidas? A) B) C)

7.

Cpech

8,35 [m] 9,25 [m]

una onda supersónica. un sonido de alta energía. un sonido de frecuencia mayor a la del sonido audible. una onda electromagnética. una onda de longitud de onda mayor a la del sonido audible.

se aleja del piano. se acerca al piano. está en reposo muy lejos del piano.

D) E)

está en reposo muy cerca del piano. está en reposo.

En una tempestad, una persona observa un relámpago y 15 [s] después escucha el trueno. Si la rapidez de propagación del sonido es 340 m , ¿a qué distancia se produjo la descarga eléctrica? s A) B) C)

2

D) E)

Un piano en una sala de conciertos emite una nota con frecuencia 494 [Hz]. Una persona en las cercanías escucha esta nota como si fuera un LA (440 [Hz]). Respecto a lo anterior, es correcto afirmar que la persona A) B) C)

9.

1,70 [m] 5,55 [m] 7,25 [m]

El ultrasonido se caracteriza por ser A) B) C) D) E)

8.

Un sonido nos parece más agudo, cuanto mayor sea su frecuencia. Cuando un receptor está en reposo, la frecuencia de la bocina de un automóvil que pasa cerca aumenta cuando este se aproxima. Cuando un receptor está en reposo, la frecuencia de la bocina de un automóvil que pasa cerca disminuye cuando este se aleja. El sonido solo se propaga en medios materiales. La frecuencia del sonido aumenta al pasar del aire al agua.

15 [m] 23 [m] 340 [m]

D) E)

2500 [m] 5100 [m]

GUÍA PRÁCTICA 10. Con respecto a las longitudes de onda de las ondas sonoras, es correcto afirmar que I) II) III)

la menor audible por el ser humano en el aire es 1,7 [cm]. si λ = 19 [m] es un infrasonido. el sonido más grave audible por el ser humano corresponde a λ = 17 [m].

A) B) C)

Solo I Solo II Solo III

D) E)

Solo I y II I, II y III

11. Una persona al lado de una piscina pulsa en un piano la tecla correspondiente a la nota LA (440 [Hz]). Si la velocidad del sonido en el aire y agua es de 340 m y 1450 m , respectivamente, s s entonces es correcto afirmar que la I) II) III)

longitud de onda en el aire es 77 [cm], aproximadamente. longitud de onda en el agua es 3,3 [m], aproximadamente. frecuencia en el agua es 440 [Hz].

A) B) C)

Solo I Solo II Solo III

D) E)

Solo I y II I, II y III

12. Una flauta y un clarinete emiten un sonido de igual tono, siendo la amplitud de la onda sonora generada por el clarinete mayor que la generada por la flauta. Entonces es INCORRECTO afirmar que A) B) C) D) E)

una persona situada a la misma distancia de ambos instrumentos percibe con mayor intensidad el sonido del clarinete. la frecuencia del sonido emitido por ambos instrumentos es la misma. ambos instrumentos emiten la misma nota musical. una persona receptora percibe sonidos de timbres iguales. si una persona se aleja de los instrumentos emisores percibe el sonido con menor intensidad.

13. En una orquesta, una flauta produce un sonido muy agudo y una tuba uno muy grave. Respecto a lo anterior, es correcto afirmar que I) II) III)

la flauta produce un sonido de menor longitud de onda. la tuba produce un sonido de menor frecuencia. el concierto puede ser escuchado por alguien que está detrás de un obstáculo.

A) B) C)

Solo I Solo II Solo III

D) E)

Solo I y II I, II y III

Cpech

3

Ciencias Básicas Física 14. Un pulso de sonar es emitido verticalmente desde un submarino en dirección al fondo del mar. El eco se recibe después de 2 [s]. ¿A qué distancia está el submarino del fondo del m mar? (Vsonido en agua = 1450 s ) A) B) C)

340 [m] 680 [m] 725 [m]

D) E)

1450 [m] 2900 [m]

15. En una guitarra, si la tensión de una cuerda aumenta al doble, para que se mantenga la rapidez de propagación de una nota, la longitud de la cuerda debe A) B) C)

cuadruplicarse. duplicarse. mantenerse igual.

D) E)

disminuir a la mitad. disminuir a la cuarta parte.

16. Un flautista emite tres notas musicales distintas: LA, RE y MI, es decir, notas musicales con frecuencias distintas. Si a 340 metros de distancia se encuentra Josefa escuchando, es correcto afirmar que, por ser notas de frecuencias distintas I) II) III)

viajan a distintas velocidades por el aire. tienen distintas longitudes de onda. si ingresan a otro medio, sus frecuencias cambiarán.

A) B) C)

Solo I Solo II Solo III

D) E)

Solo I y II I, II y III

17. Los diagramas muestran distintos sonidos emitidos en el aire durante un mismo intervalo de tiempo. Al respecto es correcto afirmar que

Sonido P

Sonido Q

Sonido R

4

Cpech

Sonido M

I) II) III)

el sonido P tiene mayor longitud de onda que el sonido Q. el sonido M es más agudo que el sonido R. el sonido Q es más grave que el sonido M.

A) B) C)

Solo I Solo II Solo III

D) E)

Solo I y II I, II y III

GUÍA PRÁCTICA 18. La velocidad de una onda de 40 [cm] de longitud de onda, que viaja a través de una cuerda de violín de 10 [g] de masa afinada con una tensión de 10 [N], es A) B) C)

m 2 s 4 m s 12 m s

D) E)

15 m s m 20 s

m 19. Un automóvil se aleja a 34 s de un observador en reposo. Si la frecuencia que emite el motor en reposo es 270 [Hz] y sabiendo que la velocidad del sonido es 340 m s , ¿cuál es la frecuencia aproximada que percibe el observador? A) B) C)

185 [Hz] 200 [Hz] 245 [Hz]

D) E)

315 [Hz] 360 [Hz]

20. Considerando que f es la frecuencia emitida por el sonido del motor de un automóvil en reposo, f1 la frecuencia percibida por un receptor que se acerca al auto y f2 la frecuencia percibida por un receptor que se aleja del auto, es correcto afirmar que A) B) C)

f < f1 < f2 f = f1 < f2 f1 > f > f2

D) E)

f > f1 > f2 f1 > f2 = f

21. El sonido producido por cierta especie de peces puede propagarse en el agua y en el aire. Si Roberto se encuentra en el borde de la playa, ¿qué sucederá con el sonido emitido por uno de esos peces? A) B) C) D) E)

El sonido llegará a Roberto al mismo tiempo tanto por el agua como por el aire. El sonido que se propaga a través del agua llegará primero a Roberto. En el agua el sonido tendrá un timbre más intenso. El sonido percibido a través del agua es más agudo. El sonido percibido a través del aire es de mayor intensidad.

22. En muchas ciudades del mundo uno de los problemas actuales corresponde a la contaminación acústica. Respecto de esta situación, ¿con qué característica de la onda sonora está relacionado este problema? A) Frecuencia B) Periodo C) Longitud de onda

D) Tono E) Amplitud

23. ¿Qué diferencia un sonido grave de uno agudo? A) La rapidez de propagación. B) La frecuencia. C) La intensidad de la onda.

D) La amplitud de la onda generadora. E) El timbre de la fuente generadora.

Cpech

5

Ciencias Básicas Física 24. Un cantante de ópera tiene la capacidad de emitir sonidos de diferentes frecuencias. Al aumentar la frecuencia de un sonido al doble A) B) C) D) E)

aumenta la rapidez de propagación al doble. disminuye la rapidez de propagación a la mitad. la longitud de onda del sonido aumenta al doble. el periodo del sonido disminuye a la mitad. el tono disminuye a la mitad.

25. Alejandro (A) y Franco (F) corren, con la misma rapidez, hacia una sirena que genera un sonido de frecuencia 340 [Hz]. m

VA = 10 s



m

VF = 10 s

20 [m]

Los sonidos que ecuchan A y F tienen I) igual tono. II) una frecuencia mayor a 340 [Hz]. III) distinta frecuencia. Es (son) correcta(s)  A) solo I. B) solo II. C) solo III.

6

Cpech

D) E)

solo I y II. solo I y III.

GUÍA PRÁCTICA

Tabla de corrección

Ítem

Alternativa

Habilidad

1

Reconocimiento

2

Comprensión

3

Aplicación

4

Comprensión

5

Reconocimiento

6

Aplicación

7

Comprensión

8

Comprensión

9

Aplicación

10

ASE

11

Aplicación

12

ASE

13

Comprensión

14

Aplicación

15

ASE

16

Comprensión

17

Aplicación

18

Aplicación

19

Aplicación

20

Comprensión

21

Comprensión

22

Comprensión

23

Reconocimiento

24

Aplicación

25

ASE

Cpech

7

Ciencias Básicas Física

Resumen de contenidos El sonido es una onda producida por un objeto material que vibra, se propaga por un medio (sólido, líquido o gaseoso) cuyas partículas tienen la capacidad de vibrar (medio elástico). Es una onda mecánica y longitudinal. Clasificación del sonido de acuerdo a la frecuencia Rango audible

Infrasonido 0

20

100

200

2000

Ultrasonido 5000

20000

f (Hz)

Las características del sonido son las que diferencian un sonido de otro: • • •

•

Volumen o intensidad Tono o altura Timbre

Volumen o intensidad: Está relacionado con la energía que la onda sonora transporta y, por lo tanto, con la amplitud de la onda. Por ejemplo, a mayor amplitud de la onda mayor intensidad del sonido. Se mide en una unidad llamada decibel (dB). sonido intenso

sonido débil

Intensidad de los sonidos en decibeles 0

Umbral de audición

8

Cpech

20

30

Llave Susurro goteando

45-60

90

Conversación normal

Tráfico alto

110

Concierto de rock

120

Umbral del dolor

GUÍA PRÁCTICA •



Tono o altura: Es una característica que está relacionada con la frecuencia de la onda sonora. Las frecuencias bajas (vibraciones lentas) producen sonidos graves. Las frecuencias altas (vibraciones rápidas) producen sonidos agudos. sonido grave

sonido agudo

•

Timbre: Es una característica del sonido que permite diferenciar entre dos sonidos de igual tono e intensidad emitidos por dos fuentes sonoras diferentes, por ejemplo, un violín y una guitarra. El timbre depende de las características constructivas del cuerpo que emite el sonido.

Forma de las ondas de dos sonidos con el mismo tono pero distinto timbre

Reflexión Difracción Absorción SONIDO

Puede experimentar

Resonancia Refracción Transmisión Interferencia Efecto Doppler

Cpech

9

Ciencias Básicas Física Transmisión El sonido, como toda onda, tiene la capacidad de pasar desde un medio a otro distinto (que le permita el paso), es decir, tiene la capacidad de transmitirse. En el aire, a mayor temperatura, el sonido viaja más rápido. La rapidez de propagación del sonido en el aire es 340 m , aproximadamente. s Reflexión A la reflexión de una onda sonora solemos llamarla “eco”. Este se produce cuando el sonido emitido por una persona u objeto se refleja en un medio más denso y vuelve al emisor. Para que el eco se escuche claramente, el emisor debe estar ubicado, al menos, a 17 [m] de la superficie reflectora.

17 m

Efecto Doppler Es el aparente cambio de frecuencia que experimenta el sonido, producto del movimiento relativo entre el emisor y el receptor. La frecuencia que percibe el receptor se puede calcular con la siguiente expresión:

f = f0

VS ± vR VS

vF

Recuerda En el efecto Doppler percibimos un “cambio aparente en la frecuencia de un sonido”, ya que ¡la frecuencia real del sonido nunca cambia ni se modifica!

10

Cpech

GUÍA PRÁCTICA

Clases curso Física Clase 1

Presentación de la PSU de Ciencias – Física e inducción

Clase 2

Ondas I: vibraciones y ondas

Clase 3

Ondas II: el sonido

Clase 4

Ondas III: la luz

Clase 5

Ondas IV: imágenes en espejos y lentes

Clase 6

Taller I

Clase 7

Electricidad I: carga eléctrica y electricidad estática

Clase 8

Electricidad II: circuitos eléctricos

Clase 9

Electricidad III: potencia y energía eléctrica

Clase 10

Electricidad IV: el magnetismo

Clase 11

Taller II

Clase 12

Calor I: calor y temperatura

Clase 13

Calor II: mezclas y cambios de fase

Clase 14

Introducción al Movimiento

Clase 15

Movimiento I: vectores y escalares

Clase 16

Movimiento II: movimientos con velocidad constante

Clase 17

Movimiento III : movimientos con aceleración constante

Clase 18

Movimiento IV: movimientos verticales

Clase 19

Taller III

Clase 20

Dinámica I: fuerzas y leyes de Newton

Clase 21

Dinámica II: ley de gravitación y fuerza de roce

Clase 22

Dinámica III: torque y fuerza elástica

Clase 23

Dinámica IV: momentum e impulso

Clase 24

Taller IV

Clase 25

Energía I: trabajo y potencia mecánica

Clase 26

Energía II : energía cinética y energía potencial

Clase 27

Energía III: energía mecánica y su conservación

Clase 28

Universo, sistema solar y Tierra

Clase 29

Taller V

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