Ondas Sonoras

Para comprobar la resistencia de un puente ante movimientos bruscos se envían ondas de ultrasonido de diferentes frecuencias que generan movimiento armónico forzado en este. El puente exhibe el fenómeno de resonancia cuando la frecuencia de la onda emitida se acerca a la frecuencia natural de oscilación del puente, caso en el cual la amplitud de oscilación del puente es máxima. En una prueba particular se obtuvieron los datos ilustrados en la gráfica.

A partir de la gráfica se puede concluir que la frecuencia natural de oscilación del puente está entre:

• 100 y 500 MHz

• 500 y 1000 MHz

• 1000 y 1500 MHz

• 1500 y 1900 MHz

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Para comprobar la resistencia de un puente ante movimientos bruscos se envían ondas de ultrasonido de diferentes frecuencias que generan movimiento armónico forzado en este. El puente exhibe el fenómeno de resonancia cuando la frecuencia de la onda emitida se acerca a la frecuencia natural de oscilación del puente, caso en el cual la amplitud de oscilación del puente es máxima. En una prueba particular se obtuvieron los datos ilustrados en la gráfica.

Durante la prueba la estructura del puente sufrió mayor daño al recibir las ondas de frecuencia 1000 MHz, debido a que esta es

• La onda que se emite con mayor amplitud

• La frecuencia promedio de toda la prueba

• La frecuencia más cercana a la frecuencia natural del puente

• La onda de frecuencia más alta que se emitió durante la prueba

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Una persona se dispone a afinar su guitarra y, para hacerlo, toca una de sus cuerdas. La cuerda vibra como se ilustra en la figura y, de igual manera, hace vibrar las partículas de aire, lo cual genera sonido. Teniendo en cuenta la información anterior, ¿cuál de las siguientes características del aire cambia cuando el sonido se propaga?

• La densidad, porque las partículas se mueven al mismo tiempo en la misma dirección.

• La densidad, porque las partículas se alejan o se acercan entre sí.

• La masa, porque las primeras partículas en contacto con la cuerda viajan con la onda.

• La masa, porque las partículas de aire son arrastradas con la onda.

Una estudiante realizó un experimento para medir la velocidad de propagación del sonido en el aire a diferentes temperaturas. Los resultados que obtuvo se muestran en la tabla. ¿Cuál de las siguientes gráficas muestra los resultados del experimento?

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Un peatón en reposo escucha el sonido de la bocina de un auto que se aproxima a él. La frecuencia del sonido que escucha el peatón es mayor a la que percibe el conductor del auto. En relación con este efecto, se hacen tres afirmaciones

I. La velocidad de propagación del sonido es mayor dentro del auto que fuera de él. En cualquier dirección.

II. La velocidad de propagación del sonido relativa al peatón es mayor que relativa al conductor.

III. Para el peatón, la longitud de onda del sonido es menor que para el conductor.

De las anteriores afirmaciones se puede decir que:

• La II y la III son correctas.

• Sólo la III es correcta.

• Solo la II es correcta.

• La I y la III son correctas.

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La caja de la guitarra tiene una forma que favorece la resonancia del aire con la onda sonora producida por la cuerda de la guitarra. Supongamos que la guitarra tuviera una caja cuadrada en lugar de la caja actual, es correcto afirmar que en relación a una guitarra normal

• la amplitud del movimiento de las partículas del aire es menor, cambiando la intensidad del sonido producido

• la longitud de onda del sonido disminuye modificando el tono del sonido escuchado

• la velocidad de propagación de la onda aumenta variando la intensidad del sonido percibido

• la frecuencia de la onda disminuye aumentando el tono del sonido percibido

Un parlante emite a una frecuencia fija dada. Es correcto afirmar que un observador escuchará un sonido

• de mayor frecuencia si el observador o el parlante se mueve (n) acercándose entre sí

• de menor frecuencia si el observador se aleja o si el parlante se acerca

• de menor frecuencia si el parlante se acerca y el observador se acerca

• de mayor frecuencia si el parlante o el observador se alejan entre sí

Un autobús viaja con rapidez Vf y su corneta emite un sonido cuya frecuencia es f. La frecuencia percibida (fo) por una persona que camina con rapidez Vo, es: 
 $f_o=f\left(\frac{v+v_o}{v-v_f}\right)$  
donde V es la velocidad del sonido en el aire. Suponga que el autobús se detiene y la persona continúa con su movimiento, pero percibe una frecuencia distinta de fo. Esto se puede explicar argumentando que

• la frecuencia que percibe va disminuyendo de acuerdo con la rapidez con que se mueva

• la persona va al encuentro de las ondas, lo cual equivale a decir que, las percibe con una velocidad mayor a la del sonido en el aire

• la persona registra una longitud de onda menor que si estuviera quieta y por tanto la frecuencia es menor

• la longitud de onda que registra la persona es mayor que si estuviera quieta y por lo tanto la frecuencia es mayor

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Un avión emite un sonido al tiempo que avanza con una velocidad de 170 m/s. La velocidad del sonido es 340 m/s. De las siguientes gráficas la que representa la relación entre la posición del avión y los frentes de onda es

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Un avión alcanza el Match 1 cuando su velocidad iguala a la velocidad del sonido. La gráfica que mejor representa esta situación es:

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