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8/17/2019 semana 17-fisica.pdf

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F ísicaEJERCICIOS DE LA SEMANA Nº 17

1. (*) En relación al movimiento ondulatorio, indicar la verdad (V) o falsedad (F) de lassiguientes proposiciones:

I. La longitud de onda, la frecuencia y la amplitud son variables independientesentre si.

II. La velocidad de la onda depende de la amplitud.III. La frecuencia de la onda depende de las propiedades del medio.

A) FFV B) VFF C) FVV D) FFF E) VFV

Solución:I) V II) F III) F

Clave: B

2. (*) Una boya flotando en el mar tarda 2 s en moverse desde el punto más alto al másbajo de la ola. Si la distancia entre dos crestas consecutivas es 8 m, ¿con quérapidez viajan las olas?

A) 1 m/s B) 2 m/s C) 3 m/s D) 4 m/s E) 5 m/s


2/8

1 0 c m

Solución:Periodo: T = 2(2) = 4 s

Rapidez:8

v 2 m / sT 4

Clave: B

3. (*) Se generan ondas circulares periódicas en la superficie del agua cada 0,1 s. Si ladiferencia de los radios entre la primera y sexta cresta es 10 cm, como se indica enla figura, determine la rapidez de las ondas circulares

A) 10 cm/s

B) 20 cm/s

C) 30 cm/s

D) 40 cm/s

E) 50 cm/s

Solución:Periodo: T = 2(2) = 4 s

Rapidez:8

v 2 m / sT 4

Clave: B

4. (*) Un automóvil emite un sonido con una potencia de 64 x 10 –8 W. ¿A quédistancia mínima debe encontrarse una persona para que no perciba el sonido?

(I0 = 10 –12 W/m2)

A) 400 m B) 600 m C) 100 m D) 1000 m E) 800 m

Solución:Para que la persona no perciba el sonido:

0 2

PI I

4 r

82 4

120

P 64 x10r 16x10

4 I 4 (10 )

r = 400 m

Clave: A

5. (*) Una fuente sonora puntual emite ondas sonoras en todas direcciones. Determinesu intensidad a la distancia de 5 m de la fuente, si el nivel de intensidad es 50 dB.(I0 = 10

–12 W/m

2)

A) 10 –7 W/m2 B) 10 –6 W/m2 C) 2 x 10 –7 W/m2 D) 3 x 10 –7 W/m2 E) 4 x 10 –7 W/m2


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Solución:

Por dato:0

I10log 50

I

5

0

I10

I → 7I 10 W/m2

Clave: A

6. (*) Indicar la verdad (V) o falsedad (F) de las siguientes proposiciones

I. La reflexión es el cambio de dirección de una onda cuando llega a la fronteraentre dos medios y retorna al primer medio.

II. La refracción es el cambio de dirección de una onda cuando pasa de un medioa otro.

III. Si las velocidades de una onda en dos medios son iguales, entonces la onda serefracta.

A) VVV B) FVF C) VVF D) FVV E) VFV

Solución:I) V II) V III) F

Clave: C

7. (*) Si la longitud de onda de los rayos X es 10 y de las ondas de radio es100 m, ¿cuántas veces mayor es la frecuencia de los rayos X que la frecuencia de

las ondas de radio? (1 = 10 – 10 m)

A) 1011

B) 102 C) 10

3 D) 10

8 E) 10

20

Solución:

211X X R

10R X

R

c

f 1010

cf 10x10

Clave: A

8. Los puntos A y B de una onda armónica periódica están separados por medialongitud de onda, como se indica en la figura. Señalar la verdad (V) o falsedad (F) delas siguientes proposiciones:

I) A oscila con la mitad de la frecuencia con laque B lo hace.

II) A y B se mueven en direcciones opuestas.

III) A y B están separados entre si, medioperiodo.

A) FVV B) VVV C) VVF D) VFV E) FFF

Solución:I) F II) V III) V

Clave: A


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9. Utilizando las gráficas mostradas, determinar la rapidez del movimiento ondulatorio.

A) 0,25 m/s B) 0,12 m/s C) 0,3 m/sD) 0,15 m/s E) 0,75 m/s

Solución:

De la gráfica izquierda:

39

4 → 12cm

De la gráfica derecha:T 1 0,2 0,8s

Rapidez:

12

v 15cm / s 0,15m / sT 0,8

Clave: D

10. La figura simula una onda luminosa penetrando en un protón de diámetroD = 15 x 10

–16 m. Calcule el tiempo que tarda la luz en recorrer la cienmillonésima

parte del diámetro del protón. (c = 3 x 108 m/s).

A) 1 x 10 –32

s

B) 2 x 10 –32 s

C) 3 x 10 –32

s

D) 4 x 10 –32

s

E) 5 x 10 –32

s

Solución:

Distancia:16

24

6 8

D 15x10d 5x10 m

100x10 10

Tiempo:24

32

8

d 15x10t 5x10 s

c 3x10

Clave: E


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11. Una persona se encuentra a la distancia de 4 m de una pared y grita de modo que el

sonido incide en la pared con una intensidad de 12,5 x 10 –5

W/m2. Considerando que

la pared absorbe el 20% de la energía incidente y refleja el resto, ¿cuál es el nivel deintensidad del sonido inmediatamente después de ser reflejado?

(I0 = 10 –12

W/m2)

A) 20 dB B) 40 dB C) 60 dB

D) 80 dB E) 100 dB

Solución:

Si I1 = 12,5 W/m2:

2 2 5 31P 4 r I 4 (4) (12,5x10 ) 8 x10 W

Por dato:

5 4 22 1

80 4I I (12,5x10 ) 10 W / m100 5

Nivel de intensidad:4

8212

0

I 1010log 10log 10log10 80dB

I 10

Clave: D

12. Una bombarda explota en la posición que se indica en la figura. ¿Cuáles son lasintensidades del sonido que perciben tres observadores situados en las posicionesB, C y D, respectivamente, con respecto a la intensidad que percibe un observadorsituado en la posición A?

A) 1/10, 1/8, 1/20

B) 1/16, 1/9, 1/25

C) 1/6, 1/9, 1/5

D) 1/12, 1/7, 1/28

E) 1/9, 1/25, 1/16

100 m

300 m

400 m

A

C D

B


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Solución:Intensidades relativas:

2 2

B A

A B

I r 100 1

I r 400 16

2 2

C A

A C

I r 100 1

I r 300 9

2 2

D A

A D

I r 100 1

I r 500 25

Clave: B

13. Una abeja volando produce un zumbido, apenas audible (0 dB), para una personasituada a 5 m de distancia. ¿Cuántas abejas situadas a la misma distanciapodrán producir un sonido cuyo nivel de intensidad sea de 40 dB?

(I0 = 10 –12 W/m2)

A) 103 B) 104 C) 105 D) 106 E) 107

Solución:

0

0

NI10log 40I

→ 4N 10

Clave: B

14. Una persona situada a 6 m de una fuente sonora puntual mide un nivel de intensidad

de 70 dB. ¿A qué distancia deberá situarse para medir un nivel de intensidad

de 50 dB? (I0 = 10 –12 W/m2)

A) 50 m B) 30 m C) 40 m D) 60 m E) 80 m

Solución:

11

0

I10log 70

I

→ 71

0

I10

I →

71 0I 10 I

22

0

I10log 50

I

→ 52

0

I10

I → 52 0I 10 I

2

1 2

22 1

I r

I r

→ 2 212 1

2

Ir r

I

7

222 5

10r 6

10

→ 2r 60 m

Clave: D


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15. Tres fuentes sonoras puntuales idénticas están distribuidas en los vértices de un

triángulo equilátero de lado L = 50 3 m, como muestra la figura. Si las fuentes

emiten sonidos simultáneamente con igual potencia P = 100/3 W, calcular el nivelde intensidad sonora en el punto G (baricentro). S(I0 = 10

–12 W/m2)

A) 100 dB

B) 80 dB

C) 120 dB

D) 10 dB

E) 50 dB

Solución:

G 2

PI 3I 3

4 r;

2 L 3 L 3 Lr

3 2 3 3

2 2

G 2 2

100 / 3 25

I 3 10 W / m504 L / 3

Nivel de intensidad:

210

G 12

1010log 10log10 100dB

10

Clave: A

16. La figura muestra dos espejos planos paralelos y frontales. ¿Con qué ángulodeberá incidir un rayo de luz en el extremo A para que alcance el extremo B?

A) 30°

B) 60°

C) 45°

D) 37°

E) 53°


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Solución:

De la figura y de la ley de reflexión:

36 3tan

48 4 → Θ = 37°

Clave: D

17. En la figura, una moneda está en el fondo de una piscina. ¿Con qué ángulo debedirigirse un rayo de luz para que ilumine la moneda? (nagua = 4/3 , naire = 1)

A) 53°

B) 60°

C) 45°

D) 37°

E) 30°

Solución:De la figura y de la ley de refracción:

20,9 3tan1,2 4

→ 2 37

22

1

n 4 3 4sen sen

n 3 5 5 → 53

Clave: A

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