Guía Nº1: Taller de PSU IV Medio
“Vibraciones, Ondas y Sonido”
Nombre de Estudiante: _________________________________________________________
Curso: _________________________________ Fecha: _______ / _______ / _______
INSTRUCCIONES GENERALES
• El desarrollo de las actividades es de carácter individual y debe quedar registrado en tu cuaderno de asignatura.
• Sólo debes utilizar los materiales que se te indican (lápiz pasta azul o negro y/o grafito, goma de borrar y regla)
• Lee, atentamente, las preguntas que se te formulan.
• El profesor responderá tus dudas durante el desarrollo de la actividades
• Mantén una actitud de concentración y silencio durante el desarrollo de la actividades
Sección 1:
• Propiedades de las Ondas • Clasificación de las Ondas
• Magnitudes importantes del movimiento ondulatorio
• Interacción de Ondas con la Materia (Reflexión, Refracción y Difracción) • Interferencia y Polarización
• Ondas Estacionarias • Cuerdas Vibrantes
1) Si la frecuencia de una onda es 180 Hz y la longitud de la onda es 4 m, ¿cuál es el tiempo entre P y Q que registra el observador ubicado en el punto Z, cuando la onda que viaja hacia el pasa por su ubicación?
2) Las ondas transversales se caracterizan
A) por su capacidad de transportar materia. B) porque no se pueden polarizar.
C) porque no se propagan en fluidos.
D) porque sólo pueden viajar en medios materiales. E) no sufren interferencia.
3) Una onda longitudinal se propaga a través del aire, entonces es correcto afirmar que las partículas del aire
A) no se moverán cuando la onda está pasando.
B) se moverán en dirección perpendicular a la dirección en que se propaga la onda. C) se desplazarán en el mismo sentido del movimiento.
D) vibrarán en torno a un punto de equilibrio, sin sufrir un desplazamiento neto. E) ninguna de ellas.
4) El número de nodos y antinodos de la onda que muestra la siguiente figura, entre los puntos P y Q son, respectivamente
A) 4 y 3 B) 2 y 4 C) 4 y 2 D) 3 y 4 E) 5 y 1,5
5) En la figura siguiente, se aprecia una onda con línea continua y otra con línea segmentada, lo mismo en el caso II y en el III una línea horizontal solamente. Respecto a la figura es incorrecto afirmar que
A) en I las ondas están en fase.
B) en II las ondas se interfieren destructivamente.
C) en III lo que se ve podría deberse al resultado de la interferencia entre ondas con igual amplitud y longitud de onda.
6) Una onda que viaja por un medio A lleva una velocidad v, penetra a otro medio donde su velocidad se reduce a v/2, entonces es correcto afirmar que
I) disminuyó su período.
II) aumentó su longitud de onda.
III) su frecuencia se mantuvo constante.
A) Sólo I. B) Sólo III. C) Sólo I y II. D) Sólo I y III. E) Sólo II y III.
7) Al aumentar la amplitud de una onda que viaja por un medio homogéneo, es correcto afirmar que
A) la frecuencia se reduce. B) su período aumenta. C) la longitud aumenta.
D) la onda aumenta su intensidad. E) su velocidad aumenta.
8) Se hace vibrar una cuerda de guitarra de largo 1 m con una frecuencia de 12 Hz. Si la velocidad de propagación es de 6 m/s, entonces ¿cuántos nodos formará la cuerda?
A) 6 B) 5 C) 4 D) 3 E) 2
9) Una cuerda de largo L vibra con una frecuencia f formando 7 nodos. La velocidad de propagación de la onda formada es V. Si otra cuerda de largo 2L y que vibra con frecuencia f/2, la velocidad de propagación es también v, entonces el número de vientres que formará será de
A) 3 B) 4 C) 5 D) 6 E) 7
10) Una onda A realiza 6 longitudes de onda al viajar entre dos puntos que se encuentran separados 24 m y demora 6 segundos. Si otra onda B de igual naturaleza que la anterior, demora el mismo tiempo que demoró la onda A al viajar entre esos mismos puntos, pero teniendo el triple de frecuencia que la onda A, entonces ¿cuál será la longitud de onda de la onda B?
11) De un radar se emiten ondas con una longitud de onda de 3 cm. Si su rapidez es de 3,00 x 108 m/
s, ¿cuál es su frecuencia?
A) 12 GHz B) 10 GHz C) 6 GHz D) 2 GHz E) 1 GHz
12) Una cuerda vibra formando 6 nodos a una frecuencia de 460 Hz, entonces ¿cuál es su frecuencia fundamental?
A) 92 Hz B) 46 Hz C) 115 Hz D) 920 Hz E) 1.640 Hz
13) El fenómeno de reflexión de una onda se produce cuando la onda choca con un obstáculo y debido a esto
A) cambia su velocidad. B) cambia su frecuencia.
C) mantiene constante su velocidad pero cambia su longitud de onda. D) si no choca perpendicularmente al objeto cambia su dirección. E) sólo cambia su longitud de onda y período.
14) La superposición de ondas estacionarias se caracteriza porque cuando se encuentran y siguen avanzando, es correcto asegurar que las ondas mantienen
I) su frecuencia. II) su velocidad.
III) su longitud de onda.
A) Sólo I. B) Sólo II. C) Sólo III. D) Sólo I y II. E) Todas ellas.
15) Una cuerda que está fija en ambos extremos es puesta a vibrar generando múltiples ondas, la onda resultante de la superposición de las ondas incidentes y las reflejadas se define como
16) La longitud de onda, de la onda que muestra la figura 12, es aproximadamente
A) 1 m B) 2 m C) 3 m D) 4 m E) 8 m
17) Para aumentar la velocidad de propagación de pulsos en una cuerda, es necesario
I) aumentar la tensión. II) adelgazar la cuerda.
III) aumentar la distancia que recorren los pulsos.
Es (son) correcta(s)
A) sólo I. B) sólo II. C) sólo I y II. D) sólo I y III. E) sólo II y III.
18) La cuerda de una guitarra que es puesta a vibrar en su tercer armónico tendrá un número de nodos igual a
A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5
19) Dos ondas viajando en sentido opuesto por la misma cuerda al encontrarse
A) experimentarán interferencia destructiva solamente. B) experimentarán interferencia constructiva solamente. C) experimentarán interferencia destructiva y constructiva. D) no se mezclan por lo tanto no se interfieren.
20) Se tiene una onda estacionaria de amplitud a/4, en ella los nodos son puntos cuya amplitud de oscilación es
A) a/2 B) 2 a C) 0 D) 4 a E) a/8
21) Una cuerda de largo 2 m y masa 100 g, vibra con una frecuencia de 10 Hz en su cuarto armónico, entonces la tensión a la que está sometida la cuerda es
A) 5 N B) 10 N C) 20 N D) 25 N E) 40 N
Sección 2:
• Características del Sonido
• Reflexión, Refracción y Difracción del Sonido • Interferencia
• Efecto Doppler
• Frecuencias Naturales, Resonancias y Pulsaciones (Batidos) • Detección del Sonido
1) Para tocar en una flauta un sonido de una nota más alta, ¿cuál de las siguientes propiedades del sonido se debe incrementar?
A) El periodo.
B) La longitud de onda. C) La frecuencia. D) La amplitud. E) El timbre.
2) Un sonido muy agudo se caracteriza porque es una onda de
A) gran velocidad. B) gran amplitud.
C) gran longitud de onda. D) alta frecuencia.
E) periodo muy largo.
3) Si el sonido es una onda mecánica, podemos decir que
A) se puede propagar por el vacío.
B) se propaga sólo en los medios gaseosos. C) no se puede propagar en los medios sólidos.
4) Si se considera que la velocidad del sonido es de 340 m/s en un día cuya temperatura bordea los 25ºC y la presión atmosférica es de 1 atmosfera. Podremos afirmar correctamente que si la temperatura del sector desciende a -10ºC
A) la longitud de onda del sonido no varía. B) la velocidad del sonido disminuye. C) la frecuencia del sonido aumenta. D) la frecuencia del sonido disminuye. E) la amplitud del sonido aumenta.
5) Se afirma que la frecuencia de una onda puede medirse en
I) s-1
II) r.p.s III) MHz
Es (son) correcta(s)
A) sólo I. B) sólo II. C) sólo III. D) sólo I y II. E) I, II y III.
6) Una onda sonora se propaga en un medio elástico, recorriendo una distancia de 45 [m] en 15 [s]. Si en 1 [min] se producen 15 ciclos, entonces
I) la rapidez de la onda sonora es de 3 [m/s]. II) la frecuencia de la onda es de 0,25 [Hz]. III) la longitud de la onda sonora es de 12 [m].
Es (son) verdadera(s)
A) sólo I. B) sólo II. C) sólo III. D) sólo I y II. E) todas ellas.
7) Un piano y una guitarra son instrumentos de cuerda. Si éstos son tocados con la misma altura y con el mismo volumen, podremos diferenciar el piano de la guitarra por
A) el timbre. B) la intensidad.
C) la dispersión del sonido. D) el tono.
8) El largo de una cuerda de una guitarra es de 36 [cm]. ¿Cuál es la longitud de onda del tercer armónico para esta cuerda?
A) 72 [cm]. B) 36 [cm]. C) 24 [cm]. D) 12 [cm]. E) 6 [cm].
9) Un murciélago puede detectar pequeños objetos, como por ejemplo insectos, cuyo tamaño es aproximadamente igual a la longitud de la onda del sonido que emite el murciélago. Si él emite un chillido de 60 [KHz] de frecuencia y se propaga con una rapidez de 600 [m/s], ¿qué tamaño mínimo deberá tener el insecto para que el murciélago lo detecte?
A) 100,00 m. B) 10,00 m. C) 1,00 m. D) 0,10 m. E) 0,01 m.
10) Una cuerda fija en sus extremos al oscilar determina un sonido (como la guitarra). Si aumentamos la frecuencia con la que oscila la cuerda debería pasar que
A) el período aumenta. B) la velocidad disminuye. C) el período no se altera. D) la velocidad aumenta.
E) la longitud de onda disminuye.
11) La cuerda de un violín es 15 [cm] de largo. Si una onda en esa cuerda se mueve a 240 [m/s], ¿cuál es la frecuencia fundamental?
A) 30 [Hz]. B) 16 [Hz]. C) 15 [Hz]. D) 8 [Hz]. E) 1/8 [Hz].
12) La rapidez del sonido es aproximadamente 340 [m/s] y la frecuencia de la sirena de una ambulancia es 320 [Hz]. La ambulancia está viajando a 72 [km/h] hacia un observador en reposo, por tanto la frecuencia que percibe el observador es
13) Un niño está parado frente a un acantilado, emite un sonido, el cual se refleja. Si en ir y volver el sonido se demoró 0,8 [s] y la rapidez del sonido en el aire es de 340 [m/s], ¿a qué distancia se encuentra el niño del acantilado?
A) 1.360,0 [m] B) 272,0 [m] C) 136,0 [m] D) 27,2 [m]
E) Ninguna de las anteriores.
14) Al mezclar dos sonidos de frecuencias muy cercanas entre ellas la onda resultante será parecida a la que se muestra en
15) Un sonido emitido en el aire viaja a 340 [m/s] y su longitud de onda es de 20 [cm], entonces al entrar este sonido al agua tendrá una frecuencia de
16) Tres pulsos están viajando desde P hacia Q (ver figura de la derecha), y se reflejan al llegar al punto Q, la rapidez de los pulsos es 1,5 [cm/s] entonces después de un segundo estarán como se muestra en
17) Un carro bomba viaja con velocidad haciendo sonar su sirena, una persona que se encuentra en una calle perpendicular a la que utiliza el carro bomba (a la vuelta de la esquina) logra escuchar la sirena, el fenómeno que permite que esta persona escuche el sonido del carro bomba es
A) interferencias constructivas. B) efecto doppler.
C) resonancia. D) refracción. E) difracción.
18) El oído humano solo puede percibir sonidos que están en el rango de
A) 80 [Hz] – 2 [KHz] B) 0,02 [KHz] – 2 [KHz] C) 0,02 [KHz] – 20 [KHz] D) 0,2 [Hz] – 2000 [Hz] E) 20 [Hz] – 2000 [Hz]
19) En ciudades como Santiago no solo existe contaminación atmosférica sino que también existe contaminación acústica, este fenómeno se relaciona con
A) la frecuencia de la onda. B) la velocidad de la onda. C) el timbre de la onda. D) la amplitud de la onda.
20) A través de una varilla de acero que tiene uno de sus extremos hundido en el agua se emite una señal sonora, por su extremo libre, de modo que la señal sigue su viaje por medio acuático. Centrando nuestra atención en la transferencia del sonido, del acero al agua, podemos afirmar que
A) la frecuencia del sonido cambia, al pasar el agua.
B) la longitud de onda cambia, pero no la velocidad de transmisión. C) la longitud de onda y la velocidad aumentan.
D) se produce el fenómeno de refracción que hace decrecer tanto la velocidad como la longitud de onda.
E) la onda pasa de ser longitudinal a ser transversal.
21) Respecto del efecto Doppler, podemos afirmar que
I) se produce solamente en ondas sonoras.
II) es una variación transitoria de la frecuencia del sonido emitido. III) es una variación relativa de la longitud de onda y de la frecuencia.
Es (son) correcta(s)
A) sólo I. B) sólo III. C) sólo I y II. D) sólo II y III. E) I, II y III.
22) Respecto a los fenómenos de refracción y difracción, es correcto afirmar que ambos tienen en común
I) que se pueden presentar en los dos tipos de ondas: transversales y longitudinales, sin excepciones.
II) que en ambos fenómenos ocurre una variación de la dirección de las ondas durante el respectivo fenómeno.
III) en el primer fenómeno se produce un cambio en la velocidad y en el segundo un cambio en la longitud de onda.
