Parcial-1_FIII

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EXAMEN PARCIAL DE FISICA III - 30% - /10/10 – 
PROFESORA GLADYS ADRIANA QUINTERO ROJAS
NOMBRE__________________________________________________CARNÉ___________
Valor 1.5
1. Un Espectador está parado viendo pasar una banda de música. Una trompeta está afinada a 440Hz, el trompetista marcha a 1m/s, la rapidez del sonido es 350m/s.
(a) ¿Cuál es la frecuencia de los pulsos escuchados por el espectador, debidos a la trompeta, cuando el trompetista se acerca al observador?
(b) ¿Depende la frecuencia de los pulsos del literal anterior, de la distancia entre el observador y el trompetista? Justifique su respuesta
(c) Cuando un tiempo después el trompetista se aleja del espectador, ¿cuál es la frecuencia de los pulsos?
 Solución
 
 
(a) Si el trompetista se acerca al observador:
 La frecuencia escuchada por el observador o frecuencia de recepción es:
 
 
 El espectador sólo percibe esta frecuencia ya que ninguna otra fuente está
 presente. Como 
 se precisarían dos frecuencias de recepción para que se presentaran pulsos,
 por lo tanto:
 
 No se presentan pulsos en este problema 
(b) No se presentan pulsos en este problema.
La frecuencia de los pulsos, si estos existieran en este problema, no dependería de la distancia entre el observador y las fuentes, dependería de la diferencia entre las frecuencias de recepción presentes. 
 (c) Si el trompetista se aleja al observador:
la frecuencia escuchada por el observador o frecuencia de recepción es:
 
 El espectador sólo percibe esta frecuencia ya que ninguna otra fuente está
 presente. Como 
 se precisarían dos frecuencias de recepción para que se presentaran pulsos,
 por lo tanto:
 No se presentan pulsos en este problema 
 _________________________________________________________________________ 
Valor 1.0
2. Cierto tubo de órgano de longitud 38.6cm y diámetro 2cm, se comporta como un tubo abierto-abierto. En un extremo está la fuente de sonido y por el otro se radia al aire circundante. La temperatura del recinto donde se encuentra el órgano es 24.3oC. Calcule teniendo en cuenta la corrección de extremo libre:
(a) la frecuencia fundamental
(b) los dos primeros sobretonos del tubo
Solución
 
 
 
 
 (a) 
 
 (b) 
 
____________________________________________________________________________
 (
Valor 2.0
3.
 Las ondas en el alambre dibujado a la izquierda se
 describen con la función de onda:
 
 
 
Considerando el alambre como una cuerda,
Diga si la onda es transversal o longitudinal, viajera o estacionaria y justifique su respuesta
Halle el número de onda 
k
¿Qué ángulos 
, 
 
y
 
 hace el alambre con respecto a los ejes 
x, y
 y 
z
 respectivamente?
Con las respectivas coordenadas, determine si los extremos 
A
 y 
B
 son nodos o antinodos de
Desplazamiento.
El orden del armónico descrito por la función dada
)
 (
y
) 
 (
z
)
 (
A
) (
75cm
)
 (
x
)
 (
B
)
Solución
(a) La onda es: Transversal ya que la función desplazamiento, , está en dirección y y es perpendicular plano xz en el cual se propaga la onda. Es estacionaria porque las variables x y z no están acopladas con la variable t a través de una suma o una resta.
(b) 
(c) 
 
 
(d)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(e) 
 
 
Valor 0.5
4. (a) ¿Cuántos decibeles más tiene un sonido cuatro veces más intenso que otro?
 
 
 
 
 
 R/ el sonido tiene 6.0db más
 
 (b) ¿En qué porcentaje se incrementan las frecuencias propias de vibración de una
 cuerda finita cuando la tensión se incrementa 20%?
 
 
 
 
 R/ Las frecuencias propias de vibración se incrementan en: 
 
Ecuaciones:
 
 
 
 
 
 
	
L
T
m
m
2
m
n
=
T
T
T
2
.
0
'
+
=
(
)
L
T
T
m
m
2
2
.
0
'
m
n
+
=
(
)
L
T
m
m
2
2
.
0
1
'
m
n
+
=
L
T
m
m
2
2
.
1
'
m
n
=
L
T
m
m
2
2
.
1
'
m
n
=
L
T
m
m
2
0954
.
1
'
m
n
=
m
m
n
n
095
.
1
'
=
m
m
n
n
%
5
,
109
'
=
%
54
.
9
%
100
%
54
,
109
=
-
D
3
.
0
Î=
f
o
v
v
v
v
'
-
-
=
n
n
Z
m
m
L
Î
=
 
2
l
impares
Z
m
m
L
 
 
4
Î
=
l
Hz
s
m
m/s
m/s
Hz
f
o
26
.
441
/
1
350
 
0
350
 
440
v
 v
v
 v
'
=
-
-
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-
-
=
n
n
2
1
n
n
n
-
=
p
m
T
=
v
A
r
m
=
2
2
2
1
x
rw
e
=
v
k
=
w
ln
=
v
2
12
/
10
 
log
10
m
W
I
I
I
dB
o
o
-
=
=
b
e
v
 
 
2
A
 P
o
Pr
P
pro
máx
=
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,
3
,
2
,
1
 
2
2
v
=
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=
m
L
T
m
L
m
m
n
L
T
m
L
m
4
4
v
m
n
=
'
'
2
1
n
n
n
-
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p
2
1
2
n
n
p
w
n
-
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D
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p
0
=
p
n
L
m
m
4
v
=
n
Z
m
Î
impares
,...
3
,
2
,
1
 
2
v
=
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m
L
m
n
v
v
ach
 
v
2
o
2
f
máx
M
A
P
=
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x
rw
21
21
oi
or
1
1
 
m
m
x
x
+
-
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R
R
21
oi
ot
1
2
 
m
x
x
+
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T
T
2
2
i
r
 
R
P
P
oi
or
=
÷
÷
ø
ö
ç
ç
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æ
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Â
=
Â
x
x
2
21
2
i
t
 
÷
÷
ø
ö
ç
ç
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æ
=
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
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Á
=
Á
oi
ot
oi
ot
P
P
x
x
m
x
x
t
r
i
P
P
P
+
=
t
r
i
E
E
E
+
=
 
(
)
Hz
s
m
m/s
m/s
Hz
f
o
75
.
438
/
1
350
 
0
350
 
440
v
 v
v
 v
'
=
-
-
-
=
-
-
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n
n
e
+
=
'
L
L
(
)
(
)
(
)
(
)
cm
cm
cm
D
L
m
L
m
L
4
.
78
2
3
.
0
6
.
38
2
1
3
.
0
'
2
'
2
2
=
+
=
+
=
+
=
=
e
l
(
)
s
m
K
K
ms
/
845
.
344
273
3
.
24
20
 v
v
2
/
1
1
=
+
=
=
-
-
ln
Hz
m
s
m
440
0784
/
845
.
344
 
v
@
=
=
l
n
(
)
Hz
Hz
880
440
2
 
v
2
=
=
=
l
n
(
)
Hz
Hz
1320
440
3
 
v
3
=
=
=
l
n
(
)
(
)
(
)
y
u
t
cos
z
sen
m
t
r
v
v
v
 
6000
 
3
 
10
,
3
p
p
p
x
+
=
-
(
)
(
)
1
2
2
2
2
2
2
 
2
4
0
3
-
=
=
+
+
=
+
+
=
m
k
k
k
k
z
y
x
p
p
p
p
o
x
k
k
30
2
3
cos
 
cos
1
=
÷
÷
ø
ö
ç
ç
è
æ
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=
-
p
p
a
a
o
y
k
k
90
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0
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cos
1
=
÷
ø
ö
ç
è
æ
=
=
-
p
b
b
o
z
k
k
60
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cos
1
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÷
ø
ö
ç
è
æ
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=
-
p
p
g
g
g
b
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L
cos
L
y
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L
x
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=
z
 
 
(
)
(
)
(
)
o
o
o
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cm
cos
cm
y
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cm
x
60
75
z
 
90
75
 
30
75
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cm
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y
cm
x
5
.
37
z
 
0
 
65
=
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)
(
)
cm
u
t
cos
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t
y
 
ˆ
 
 
6000
 
 
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0
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)
0
(
3
10
)
,
0
(
 
3
p
p
p
x
+
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-
v
(
)
(
)
to
splazamien
Nodo de de
cm
cm
u
t
cos
sen
t
y
 
0
 
ˆ
 
 
6000
 
 
0
10
)
,
0
(
 
3
=
=
-
p
x
v
(
)
(
)
cm
u
t
cos
sen
t
y
 
ˆ
 
 
6000
 
 
)
5
.
37
(
)
65
(
3
10
)
(,
 
3
p
p
p
x
+
=
-
v
(
)
(
)
cm
u
t
cos
sen
t
y
 
ˆ
 
 
6000
 
 
5
.
1
10
)
 
,
5
.
37
 
,
65
(
 
3
p
p
x
-
=
v
(
)
(
)
cm
u
t
cos
sen
t
y
 
ˆ
 
 
6000
 
 
2
3
10
)
 
,
5
.
37
 
,
65
(
 
3
p
p
x
-
=
v
(
)
miento
e desplaza
Antinodo d
cm
u
t
cos
t
y
 
 
ˆ
 
 
6000
 
10
)
 
,
5
.
37
 
,
65
(
 
3
p
x
-
-
=
v
Hz
cm
m
s
rad
L
k
L
f
1000
)
75
.
0
(
4
2
/
6000
4
4
v
1
=
=
=
=
-
p
p
w
n
Hz
rad
s
rad
m
3000
 
2
/
 
6000
2
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=
=
p
p
p
w
n
3
1000
3000
=
=
=
Hz
Hz
m
f
m
n
n
o
I
I
dB
1
1
log
10
=
b
o
I
I
dB
2
2
log
10
=
b
2
1
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I
I
=
o
I
I
dB
2
1
4
log
10
=
b
o
I
I
log
10
4
log
10
1
1
-
=
b
o
I
dB
I
dB
dB
log
10
log
10
4
log
10
1
1
-
+
=
b
o
I
I
dB
dB
2
1
log
10
0
.
6
+
=
b
2
1
0
.
6
b
b
+
=
dB
?
'
 
440
 
/
1
 v
/
0
 v
/
350
v
=
=
=
=
=
n
n
Hz
s
m
s
m
s
m
f
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l
V
v
=
m
L
2
=
l
,..
3
,
2
,
1
=
m
m
T
V
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