Ejercicios resueltos de ondas

Ejercicios de la unidad 5 del curso de física: ondas. Usa 340 m/s como velocidad del sonido en el aire. Resuelve cada uno y después da clic en «Ver respuesta».

Características de las ondas

1.- En una onda transversal, las partículas del medio vibran:

• a) En la dirección de propagación
• b) Perpendicularmente a la dirección de propagación
• c) En círculos
• d) No vibran

1. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

b) Por ejemplo, en una cuerda la onda avanza horizontalmente y la cuerda sube y baja.

2.- ¿Qué transporta una onda?

2. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

Energía, pero no materia: las partículas del medio solo oscilan alrededor de su posición.

3.- Una onda tiene una frecuencia de 50 Hz y una longitud de onda de 2 m. ¿Cuál es su velocidad?

3. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

$v = \lambda f = 2(50) = 100$ m/s.

4.- ¿Cuál es la longitud de onda de un sonido de 680 Hz en el aire?

• a) 2 m
• b) 0.5 m
• c) 231 200 m
• d) 340 m

4. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

b) $\lambda = \dfrac{v}{f} = \dfrac{340}{680} = 0.5$ m.

5.- Una boya sube y baja 30 veces por minuto. ¿Cuál es su frecuencia y su periodo?

5. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

$f = \dfrac{30}{60} = 0.5$ Hz; $T = \dfrac{1}{0.5} = 2$ s.

6.- Una onda tiene un periodo de 0.02 s y una longitud de onda de 4 m. ¿Cuál es su velocidad?

6. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

$v = \dfrac{\lambda}{T} = \dfrac{4}{0.02} = 200$ m/s.

7.- ¿Por qué no se escucha el sonido en el espacio?

7. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

Porque el sonido es una onda mecánica y necesita un medio material para propagarse; en el vacío no hay partículas que vibren.

8.- ¿Qué característica del sonido determina si es agudo o grave?

• a) La amplitud
• b) La frecuencia
• c) La velocidad
• d) El medio

8. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

b) A mayor frecuencia, más agudo. La amplitud determina la intensidad (el volumen).

9.- ¿Cuál es la frecuencia de una onda de radio de 3 m de longitud de onda? ($v = 3\times10^8$ m/s)

9. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

$f = \dfrac{3\times10^8}{3} = 1\times10^8$ Hz $= 100$ MHz (una estación de FM).

Fenómenos ondulatorios

10.- Una persona grita frente a un acantilado y escucha el eco 3 s después. ¿A qué distancia está el acantilado?

10. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

El sonido recorre ida y vuelta: $2d = 340(3) = 1020$ m, así que $d = 510$ m.

11.- Cuando una onda pasa de un medio a otro, ¿qué magnitud permanece constante?

11. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

La frecuencia. La velocidad y la longitud de onda cambian.

12.- Podemos oír a alguien detrás de una pared aunque no lo veamos. ¿Qué fenómeno lo explica?

• a) Reflexión
• b) Refracción
• c) Difracción
• d) Interferencia constructiva

12. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

c) Las ondas sonoras rodean los obstáculos porque su longitud de onda es comparable al tamaño de las aberturas.

13.- Dos ondas iguales se superponen en fase. ¿Qué pasa con la amplitud resultante?

13. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

Se duplica (interferencia constructiva).

14.- Si la amplitud de una onda se triplica, ¿cuánto aumenta la energía que transporta?

14. RespuestaVer respuestaOcultar respuesta

La energía es proporcional al cuadrado de la amplitud: aumenta $3^2 = 9$ veces.

Si tuviste dudas, repasa las clases de esta unidad:

Ondas mecánicas

Fenómenos ondulatorios

Referencias

• Hewitt, P. G. (2007). Física conceptual (10.ª ed.). Pearson Educación.
• Colegio Nacional de Matemáticas. Guía práctica para el examen de ingreso a la universidad. Pearson Educación (temario de referencia).

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