ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 2 –3

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UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA

DEPARTAMENTO DE FÍSICA FORMA

R

FÍSICA 130 CERTAMEN # 1 Septiembre de 2006

AP. PATERNO AP. MATERNO NOMBRES

ROL USM

-

PARALELO

DATOS:

f f

¶ ¶

=

¶ ¶

2 2

2

2 2

( , )x t ( , )x t v

x t v=l f P0 =

ρ ω

v S0

r w

=

2 2

0 0

2 v S I

0 340 [ / ]

v = m s I0 =10−12[W m/ 2] r =0 1.20[kg m/ 3] P0=1atm=1.013 * 10 [5 N m2] ±

= ±

0 1

0

0 2

r

v v

f f

v v β = 10 Log I/I0

=-¶ ( , ) ( , ) s x t

P x t B

x ∆ = − ∆P B V V

- +

+ =2 * ( ) ( )

2 2

A B A B

CosA CosB Cos Cos sin +sin =2 * ( - ) ( + )

2 2

A B A B

A B Cos Sin

Tonos agudos equivalen a frecuencias mayores.

1. Las ondas mecánicas se caracterizan porque:

I. Propaga energía debido al transporte de masa II. propaga energía sin transporte de masa

III. Presentan interferencia, difracción y modos estacionarios

IV. La rapidez de propagación depende de las propiedades físicas del medio Son correctas:

A) Sólo I, III B) Sólo II, III y IV C) Sólo I, III y IV D) Sólo III y IV

E) Ninguna combinación es correcta

ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 2 –3

Un taladro para romper pavimento comienza a funcionar “alarmando” a una persona que esta a 1 me-tro de distancia (punto A), percibiendo un ruido con nivel de intensidad 100 [dB]. La persona se des-plaza hasta una nueva posición (B) en que el nivel de intensidad es 50 dB.

2. Entonces de las siguientes afirmaciones:

I. La razón IB / IA entre las intensidades medidas en W/m2 es 105 II. La razón IB / IA entre las intensidades medidas en W/m2 es 10–5 III. La razón PB / PA entre las Potencia es aproximadamente 105 IV. La potencia aproximadamente en A es 10–1 [W]

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ROL USM

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NO SE ACEPTAN RESUESTAS SIN FUNDAMENTO

3. La norma internacional aceptada para un buen dormir, es de una intensidad menor de 50 dB. El promedio en Santiago es 74 dB. La exposición prolongada a este ruido de fondo produce un des-plazamiento del umbral del nivel de intensidad del oído de 0 a 10 dB. Suponga que esta persona se ha adaptado a este ruido de fondo. Entonces, la distancia a la cual debe estar del taladro para que no perciba el ruido será:

A) 105 [m] B) 104 [m] C) 103 [m] D) 102 [m]

E) Ninguna de las anteriores

ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 4-6

Considere inicialmente un pulso de altura H y ancho L que viaja en una cuerda (1) hacia el punto de unión con otra cuerda (2) de mayor densidad, como se indica en la figura.

H

L 1 2

4. Se afirma que:

I. En la cuerda 2 el pulso viaja más lentamente. II. En la cuerda 2 el pulso es de menor altura. III. En la cuerda 2 el pulso es más ancho. Son verdaderas,

A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) Sólo I y III

5. Si ahora en lugar de un pulso, se envía una onda incidente senoidal proveniente del medio 2, de amplitud H y de potencia media P0. Entonces la razón PR / P0 entre las potencias reflejada e incidente será:

A) 0 B) 1 2

C) m m

m m

-+

2

1 2

2

1 2

( )

4

( )

D) m

m + m 2

2

1 2

4

( )

E) Ninguna de las anteriores

6. Si la relación entre densidades lineales de las cuerdas es µ = µ2 4 1 y se propaga un tren de on-das senoidal, entonces se verifica que:

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ROL USM

-

NO SE ACEPTAN RESPUESTAS SIN FUNDAMENTO

7. Un parlante emite ondas sinusoidales, de longi-tud de onda λ, que son percibidas por una persona que se encuentra en el punto P indicado en la figura. Allí se superponen las ondas que provienen directamente de la fuente y las que han rebotado en la pared, cambiando su dirección de propagación en 90° y experimentando un cambio de fase de 180°. La menor diferencia de cami-nos que produce en P interferencia constructiva es:

A)

λ

4 B)

λ

2 C) 3

λ

4 D) λ

E) Ninguna de las anteriores

Pared Parlante

P

8. Para aumentar en 10% la frecuencia del sonido emitido por una cuerda con ambos extremos fijos correspondiente al modo fundamental, es necesario que la tensión de la cuerda debe:

A) Disminuir en 17% B) Aumentar en 17% C) Disminuir en un 21% D) Aumentar en un 21% E) Ninguna de las anteriores

9. Las graficas A y B (de igual escala) describen el comportamiento temporal de la presión en un punto fijo, debi-do a ondas de sonidebi-dos.

Es verdadero que el sonido:

A) A es más agudo y tiene una mayor longitud de onda. B) A es más agudo y tiene una menor longitud de onda. C) A es más grave y tiene una mayor longitud de onda. D) A es más grave y tiene una menor longitud de onda. E) Ninguna de las anteriores.

10. Las graficas D, E y F describen el comportamiento temporal de la presión en un punto fijo, debido a ondas de sonidos. Se puede afirma que:

I. La grafica D representa un sonido que disminuye su intensidad rápidamente

II. La grafica E representa un sonido armónico puro.

III.La grafica F representa una superposición de ondas armónicas IV.Intensidad de las ondas en E es mayor que en F.

Son verdaderas las afirmaciones A) Sólo I y IV

B) Sólo I y II C) Sólo I, II y III D) Sólo I, III y IV

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ROL USM

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NO SE ACEPTAN RESPUESTAS SIN FUNDAMENTO

11. Una persona sopla el extremo abierto de un tubo de 17 [cm] de longitud, manteniendo el otro extremo cerrado. Si el tubo resuena en su modo fundamental, entonces la frecuencia del sonido emiti-do es:

A) 5 [Hz] B) 20 [Hz] C) 500 [Hz] D) 1000 [Hz] E) 2000 [Hz]

ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 12-14

El comportamiento de una onda en una cuerda esta descrito por:

Z(x,t) = 0.2 cos( 20 π t – π x + π /4)[m]

12. Con respecto a esta onda se afirma que: I. es una onda estacionaria

II. se propaga en la dirección + x III. se propaga en la dirección – x

IV. Un agente externo genera las oscilaciones con una frecuencia angular de 20 π.

Son correctas:

A) Solo I y IV B) Solo III y IV C) Solo II y IV D) Solo IV

E) Ninguna de las anteriores

13. La máxima rapidez que puede tener un punto de la cuerda ubicado a 2 metros del extremo de esta será:

A) 1 20 [m s/ ] B) 2π 2 [m s/ ] C) 20 [m s/ ] D) 4 [π m s/ ]

E) Ninguna de las anteriores

14. El desfase entre dos puntos de la cuerda separados en 1 metro es: A) 45°

B) 90° C) 135° D) 180°

E) Ninguna de las anteriores.

ENUNCIADO PARA LAS PREGUNTAS 15-17

En un tubo con un extremo abierto (instrumento de viento de longitud L = 1[m]) se genera una onda de presión descrito por P(x,t) = Po Sin 5π x Cos 2640 π t, donde P es la presión manométrica o dife-rencia de presión.

15. Con respecto al otro extremo del instrumento se puede afirmar que: I. Esta abierto ya que la presión en este punto es un nodo

II. Esta abierto ya que el desplazamiento del gas en esta zona es un Antinodo III.Esta cerrado ya que la presión manométrica en este punto es un Antinodo IV.Esta cerrado ya que el desplazamiento del gas en esta zona es un Antinodo De las afirmaciones anteriores, son correctas:

A) Sólo I B) Sólo I y II C) Sólo III D) Sólo III y IV

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ROL USM

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NO SE ACEPTAN RESPUESTAS SIN FUNDAMENTO

16. La frecuencia de resonancia de este modo es: A) 2640 Hz

B) 2640 π Hz

C) 1320 Hz D) 1320π Hz

E) Ninguna de las anteriores

17. Los armónicos que se pueden escuchar de este instrumento tiene una longitud de onda de:

A) 4 [m] B) 2 [m] C) 2/3 [m] D) A y C

E) Ninguna de las anteriores

18. Dos móviles M1 y M2 viajan en la misma dirección con velocidades v1 =80 m/s y v2 = 40 m/s. El móvil M1 delante del móvil M2. Si los dos se envían señal de igual frecuencia

f

0, entonces se

pue-de afirmar que:

A) Ambos miden igual frecuencia de recepción, f0

B) Ambos miden igual frecuencia de recepción: f1 menor que f0

C) La frecuencia medida por el móvil M1 es mayor que la medida por el móvil M2 D) La frecuencia medida por el móvil M1 es menor que la medida por el móvil M2. E) Ninguna de las anteriores es correcta

19. Una cuerda de guitarra tiene una longitud de 1.0[m] y sus extremos están fijos. La cuerda vibra estacionariamente con una amplitud de 3[mm] en su punto medio, y la velocidad de las ondas en ella es de 880 [m/s]. Considere como coordenada longitudinal a x y que el origen de este eje se halla en uno de los extremos de la cuerda. Entonces de las siguientes funciones de onda:

I. y x t

( )

, =3 10 cos−3

( ) (

π

x cos 880

π

t

)

II. y x t

( )

, =3 10 sin−3

(

π

x 2 cos 440

) (

π

t

)

III. y x t

( )

, =3 10 sin 2−3

(

π

x

) (

cos 1760

π

t

)

IV. y x t

( )

, =3 10 sin 3−3

(

π

x

) (

cos 2640

π

t

)

Las que mejor describen este comportamiento son: A) Sólo I

B) Sólo IV C) Sólo I III y IV D) Sólo II, III y IV

E) Ninguna de las anteriores

20. Considere las siguientes funciones y(x,t), que dependen de la posición y el tiempo :

1( , ) 2 , 2( , ) 2 2 , 3( , ) 2 2

[( ) ] [ 25 10 5] [ 25 5 5]

A A A

y x t y x t y x t

x Vt B x t tx x t tx

= = =

- + + - + + + + donde

A, B y C son constantes. Las funciones que representan a un pulso unidimensional que se propagan

a lo largo del eje x son:

Figure

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