Una estudiante parada en un cañón grita “eco” y su voz produce una onda de sonido de frecuencia f=0.54 kHz. El eco tarda t=4,8 s en volver a la pupila. Suponga que la velocidad del sonido a través de la atmósfera en este lugar es v=328 m/s

1658481116 SOM Questions and Answers
  • ¿Cuál es la longitud de onda de la onda sonora en metros?
  • Introduzca la expresión para la distancia, $d$, entre la pared del cañón y la pupila. La respuesta debería verse como d=.

Esta pregunta tiene como objetivo encontrar la longitud de onda de la onda sonora y la expresión de la distancia recorrida por el sonido.

El sonido es una onda mecánica producida por la vibración de ida y vuelta de partículas en el medio a través del cual viaja la onda de sonido. Es una vibración que se propaga en forma de onda acústica a través de un medio como un sólido, un líquido o un gas.

La vibración de un objeto también hace que las moléculas de aire vibren, provocando una reacción en cadena de vibraciones de ondas sonoras que se propagan por todo el medio. Este movimiento constante de ida y vuelta crea una región de baja y alta presión en el medio. Las compresiones se refieren a alta presión y las rarefacciones se refieren a regiones de baja presión, respectivamente. Se dice que el número de compresiones y rarefacciones que tienen lugar por unidad de tiempo es la frecuencia de la onda sonora.

Respuesta experta

Aquí están las respuestas de los expertos a esta pregunta con explicaciones claras.

Para longitud de onda:

La variación de presión en una onda de sonido sigue repitiéndose a lo largo de una distancia específica. Esta distancia se llama longitud de onda. En otras palabras, la longitud de onda de un sonido es la distancia entre la compresión y la rarefacción sucesivas y el período es el tiempo que tarda en completar un ciclo de la onda.

Los datos dados son:

$f=0.45,kHz$ o $540,Hz$

$t=4.8,s$

$v=328,m/s$

Aquí, $f,t$ y $v$ se refieren a frecuencia, tiempo y velocidad respectivamente.

Sea $lambda$ la longitud de onda de la onda sonora, entonces:

$lambda=dfrac{v}{f}$

$lambda=dfrac{328,m/s}{540,Hz}=0.61,m$

Para distancias:

Sea $d$ la distancia entre la pared del cañón y la pupila, entonces:

$d=dfrac{vt}{2}$

$d=dfrac{382veces 4,8}{2}=787,2,m$

Ejemplo 1

Encuentre la velocidad del sonido cuando su longitud de onda y frecuencia se miden de la siguiente manera:

$lambda=4,3,m$ y $t=0,2,s$.

Ya que, $f=dfrac{1}{t}$

$f=dfrac{1}{0.2,s}=5,s^{-1}$

Tambien como:

$lambda=dfrac{v}{f}$

$implica v=lambda f $

Entonces, $v=(4.3,m)(5,s^{-1})=21.5,m/s$

Ejemplo 2

Una onda se mueve a 500 $, m/s$ en un medio específico. Calcule la longitud de onda si las ondas de $6000$ pasan por un punto medio específico en $4$ minutos.

Sea $v$ la velocidad de la onda en el medio, entonces:

$v=500,ms^{-1}$

Frecuencia $(f)$ de onda $=$ Número de ondas que pasan por segundo

Entonces $f=dfrac{6000}{4times 60}=25,s$

Para encontrar la longitud de onda,

$lambda=dfrac{v}{f}$

$lambda= dfrac{500,ms^{-1}}{25,s^{-1}}=20,m$

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La longitud de onda de la onda