Bloque 4. Ondas - Sonido

Bloque 4 Ondas y Fenómenos ondulatorios.
Sonido
1. (Modelo 2021) La potencia media transferida por una onda armónica en una cuerda
1 2 2
viene dada por P= μ ω A v , donde µ es la densidad lineal de masa de la cuerda, ω es
2
la frecuencia angular, A es la amplitud y v es la velocidad de propagación de la onda.
Una onda armónica expresada como y (x, t) = 0,01 sen (20πt − 5πx + π/2) (donde x e y
están expresados en metros y t en segundos) se propaga por una cuerda cuya
densidad lineal es de 2 g cm-1. Calcule:
a) La longitud de onda y el periodo de la onda.
b) La potencia media que transfiere la onda y la energía que transmite la onda en un

tiempo de 10 s.
2. (EXTRAORD 2020) Un oscilador armónico de frecuencia 1000 Hz genera en una cuerda

una onda transversal que se propaga en el sentido positivo del eje x, con una longitud
de onda de 1,5 m. La velocidad máxima de oscilación de un punto de la cuerda es de
100 m s-1. Además, para un punto de la cuerda situado en x = 0 m y en el instante t =
600 µs, la elongación de la onda es de 1 cm y su velocidad de oscilación es positiva.
a) Determine la velocidad de propagación y la amplitud de la onda.
b) Halle la fase inicial y escriba la expresión matemática que representa dicha onda.
3. (ORD 2020) Una onda armónica unidimensional, que se propaga en un medio con una
velocidad de 400 m s-1, esta descrita por la siguiente expresión matemática:
y ( x , t )=3 sin ( kx−200 πt+ ϕ0 ) cm
donde x e y estan en m y s, respectivamente. Sabiendo que y (0,0) = 1,5 cm y que la
velocidad de oscilación en t = 0 y x = 0 es positiva, halle:
a) El número de onda k y la fase inicial ϕ 0.
b) La aceleración máxima de oscilación de un punto genérico del eje x.
4. (Modelo 2020) Una onda armónica unidimensional se

propaga a lo largo del sentido positivo del eje x con
una velocidad de propagación de 1500 m s-1,
donde la gráfica adjunta muestra la elongación de la
onda para el instante t = 0 s.
a) Determine el número de onda y la frecuencia

angular de dicha onda.
b) Obtenga la expresión matemática que represente dicha

onda.
5. (EXTRAORD 2019 - Coincidentes) La ecuación matemática que representa la
propagación de una onda armónica transversal es y ( x , t )=2,5 cos ( t−πx+ π /2 ) , donde
todas las magnitudes estan expresadas en el Sl.
Determine:
a) La elongación del punto situado en 0,25λ, en el instante 0,25T, siendo λ y T la
longitud de onda y el periodo, expresadas, respectivamente, en metros y segundos.
b) La velocidad de propagación de la onda y la velocidad de oscilación en el instante y

la posición del apartado anterior.
6. (ORD 2018 - Coincidentes) Una onda transversal

se propaga en el sentido positivo del eje x. En las
figuras se muestran: la variación de la
elongación en un instante t = 0 a lo largo del
eje x y la elongación del punto de
coordenada x = 0 en función del tiempo.
Determine:
a) La longitud de onda y la frecuencia.
b) La expresión matemática de la onda.
7. (ORD 2017) Una onda armónica transversal se propaga

-1
en el sentido negativo del eje X con una velocidad de 10 m s y con una frecuencia
angular de π /3rad s-1. Si en el instante inicial la elongación en el origen de coordenadas
es 6 /π cm y la velocidad de oscilación es 1 cm s-1, determine:
a) La expresión matemática que representa la onda.
b) La velocidad de oscilación en el instante inicial en el punto situado en x=λ /4 .
8. (ORD 2015) Una onda armónica transversal se propaga en el sentido de las x positivas.
A partir de la información contenida en las figuras y justificando su respuesta:
a) Determine
el
periodo, la frecuencia, el
número de onda y la longitud de onda.
b) Escriba la expresión de la función de onda
9. (Modelo 2014) Una onda transversal se propaga por un medio elástico con una
velocidad v, una amplitud Ao y oscila con una frecuencia fo. Conteste razonadamente a
las siguientes cuestiones:
a) Determine en que proporción cambiarían la longitud de onda, la velocidad de
propagación, el periodo y la amplitud, si se actúa sobre el foco emisor de ondas
reduciendo a la mitad la frecuencia de oscilación.
b) Sin alterar su frecuencia fo, se modifica la amplitud de la onda haciendo que

aumente al doble. ¿En qué proporción cambiarían la velocidad de la onda, la
velocidad máxima de las partículas del medio y la longitud de onda?
10. (ORD 2013) Una onda transversal, que se propaga en el sentido positivo del eje X,
tiene una velocidad de propagación de 600 m s -1 y una frecuencia de 500 Hz.
Determine:
a) La mínima separación entre dos puntos del eje X que tengan un desfase de 60 o, en
el mismo instante.
b) El desfase entre dos elongaciones, en la misma coordenada x, separadas por un

intervalo de tiempo de dos milésimas de segundo.
Sonido
11. (Modelo 2021) La grafica adjunta

representa las curvas para el umbral de
audición y el umbral de dolor del oído
humano medio en función de la frecuencia
del sonido. Determine:
a) La distancia máxima a la que debe
encontrarse una persona para poder
percibir un trueno que emite un sonido
de frecuencia 100 Hz con una
potencia de 4 W.
b) La potencia sonora máxima que puede emitir una sirena de alarma

cuya frecuencia es de 10000 Hz, situada como mínimo a 5 m de las personas, para
no superar el umbral de dolor.
Dato: Valor umbral de la intensidad acústica, I0 = 10-12 W m-2.
12. (EXTRAORD 2020) Un violín emite ondas sonoras con una potencia de 5⋅10-3 W
cuando se toca la nota Fa de 698 Hz.
a) Indique razonadamente si la onda es longitudinal o transversal y obtenga su
longitud de onda.
b) Calcule el nivel de intensidad sonora que percibe un oyente situado a 20 m

generado por 15 violines de una orquesta tocando al unísono.
Datos: Intensidad umbral de audición, I 0 = 10-12 W m-2; Velocidad del sonido en el aire, v s = 340 m
s-1.
13. (ORD 2020 Coincidentes) Dos fuentes sonoras puntuales, A y B, están separadas 120
metros. Sabemos que la fuente A tiene una potencia de 3 µW y que una persona
situada en el punto medio entre ambas fuentes detecta un nivel de intensidad sonora
de 20 dB. Calcule:
a) La potencia sonora de la fuente B.
Si la persona encargada de medir la intensidad sonora se mueve de forma

perpendicular a la línea que une las fuentes, calcule:
b) La distancia que deberá desplazarse para dejar de oír la señal emitida por ambas
fuentes.
14. (Modelo 2020) Se mide el nivel de intensidad sonora de una sirena, considerada como
foco puntual, a una distancia r alcanzando un valor de 50 dB. Al hacer la medición 50 m
más cerca, en dirección radial, el nivel de intensidad medida es de 70 dB. Calcule:
a) El valor de la distancia r.
b) La intensidad de la onda sonora a esa distancia r y la potencia de la sirena.
15. (EXTRAORD 2019) Un detector acústico que se encuentra situado a 200 m de una
sirena mide un nivel de intensidad sonora de 80 dB. Suponiendo que la sirena emite
como una fuente puntual, determine:
a) La potencia sonora de la sirena.
b) La distancia a la que debemos situar dicho detector para que mida la misma
intensidad sonora cuando la sirena tiene una potencia doble a la del apartado
anterior.
16. (ORD 2019 Coincidentes) En dos de los vértices de un triángulo equilátero de

perímetro 90 m se coloca, en cada uno de ellos, un altavoz que emite con una potencia
de 50 W. Determine para un observador situado en el vértice libre:
a) El nivel de intensidad sonora.
b) El valor mínimo que debería tener el perímetro del triángulo para que no se oigan
los altavoces.

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Bloque 4 Ondas y Fenómenos ondulatorios.

a) La longitud de onda y el periodo de la onda.

b) La potencia media que transfiere la onda y la energía que transmite la onda en un

2. (EXTRAORD 2020) Un oscilador armónico de frecuencia 1000 Hz genera en una cuerda

a) Determine la velocidad de propagación y la amplitud de la onda.

a) El número de onda k y la fase inicial ϕ 0.

b) La aceleración máxima de oscilación de un punto genérico del eje x.

4. (Modelo 2020) Una onda armónica unidimensional se

a) Determine el número de onda y la frecuencia

b) Obtenga la expresión matemática que represente dicha

b) La velocidad de propagación de la onda y la velocidad de oscilación en el instante y

6. (ORD 2018 - Coincidentes) Una onda transversal

a) La longitud de onda y la frecuencia.

b) La expresión matemática de la onda.

7. (ORD 2017) Una onda armónica transversal se propaga

b) La velocidad de oscilación en el instante inicial en el punto situado en x=λ /4 .

b) Sin alterar su frecuencia fo, se modifica la amplitud de la onda haciendo que

b) El desfase entre dos elongaciones, en la misma coordenada x, separadas por un

11. (Modelo 2021) La grafica adjunta

b) La potencia sonora máxima que puede emitir una sirena de alarma

Dato: Valor umbral de la intensidad acústica, I0 = 10-12 W m-2.

b) Calcule el nivel de intensidad sonora que percibe un oyente situado a 20 m

Si la persona encargada de medir la intensidad sonora se mueve de forma

b) La intensidad de la onda sonora a esa distancia r y la potencia de la sirena.

Dato: Valor umbral de la intensidad acústica, I0 = 10-12 W m-2.

Dato: Valor umbral de la intensidad acústica, I0 = 10-12 W m-2.

16. (ORD 2019 Coincidentes) En dos de los vértices de un triángulo equilátero de

Dato: Valor umbral de la intensidad acústica, I0 = 10-12 W m-2.

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