Capítulo 16: Sonido y el oído

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.40 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.40 Dos cuerdas tensas e idénticas, sometidas a la misma tensión F,producen una nota de la misma frecuencia fundamental f0. La tensiónen una de ellas se incrementa ahora en una cantidad muy pequeña DF.a) Si se tocan juntas en…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.38 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.38 Dos guitarristas intentan tocar la misma nota con longitud deonda de 6.50 cm al mismo tiempo, pero uno de los instrumentos estáligeramente desafinado y, en vez de ello, toca una nota cuya longitudde onda es de 6.52 cm.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.39 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.39 Dos tubos de órgano, abiertos por un lado pero cerrados por elotro, miden, cada uno 1.14 m de largo. Uno se alargó por 2.00 cm. Determine la frecuencia del pulso que producen cuando tocan juntos ensu frecuencia fundamental.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.37 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.37 Dos altavoces, A y B, son alimentados por el mismo amplificador y emiten ondas senoidales en fase. La frecuencia de las ondas emitidas por los altavoces es de 860 Hz. El punto P está a 12.0 m de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.36 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.36 Dos altavoces, A y B, son alimentados por el mismo amplificador y emiten ondas senoidales en fase. La frecuencia de las ondasemitidas por los altavoces es de 172 Hz. Imagine que está a 8.00 mde A. ¿Cuánto es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.35 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.35 Dos altavoces, A y B, son alimentados por el mismo amplificador y emiten ondas senoidales en fase. B está 12.0 m a la derecha de A.La frecuencia de las ondas emitidas por los altavoces es de 688 Hz.Imagine…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.34 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.34 Dos altavoces, A y B (figura 16.40), son alimentados por el mismo amplificador y emiten ondas senoidales en fase. B está 2.00 m a laderecha de A. La frecuencia de las ondas sonoras producidas por los altavoces es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.33 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.33 Dos altavoces, A y B (figura 16.40), son alimentados por el mismo amplificador y emiten ondas senoidales en fase. B está 2.00 m a laderecha de A. Considere el punto Q a lo largo de la extensión de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.32 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.32 Un tubo cerrado por un extremo de longitud ajustable se encuentra cerca de un alambre de 85.0 cm y 7.25 g, que está sometido auna tensión de 4110 N. Usted desea ajustar la longitud del tubo de manera…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.31 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.31 Usted sopla al ras de la boca de un tubo de ensayo vacío y produce la onda estacionaria fundamental de la columna de aire de su interior. La rapidez del sonido en aire es de 344 m>s y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.30 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.30 Cantando bajo la ducha. Un tubo cerrado por ambos extremos puede tener ondas estacionarias en su interior, pero normalmenteno las escuchamos porque sólo una pequeña parte del sonido puede salir. Sin embargo, usted puede oírlas si se encuentra…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.29 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.29 Cierto tubo produce una frecuencia fundamental de 262 Hzen aire. a) Si el tubo se llena con helio a la misma temperatura, ¿quéfrecuencia fundamental producirá? (La masa molar del aire es de28.8 g>mol, y la del helio, de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.28 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.28 Oído humano. El canal auditivo (véase la figura 16.4) estálleno de aire. Un extremo está abierto y el otro está cerrado por el tímpano. El canal auditivo de cierta persona mide 2.40 cm de largo y puede modelarse…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.27 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.27 La voz humana. El tracto vocal humano es un tubo que seextiende unos 17 cm de los labios a los pliegues vocales (también llamados “cuerdas vocales”) cerca de la mitad de la garganta. Los plieguesse comportan como la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.26 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.26 Encuentre la frecuencia fundamental y la frecuencia de los tresprimeros sobretonos de un tubo de 45.0 cm de longitud a) si está abierto en ambos extremos, y b) si está cerrado en un extremo. Use v 5 344m>s.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.25 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.25 Se producen ondas sonoras estacionarias en un tubo de 1.20 mde longitud. Para la fundamental y los dos primeros sobretonos, ¿enqué puntos del tubo (midiendo desde el extremo izquierdo) están losnodos de desplazamiento y los nodos de presión,…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.24 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.24 La frecuencia fundamental de un tubo abierto es de 594 Hz.a) ¿Qué longitud tiene este tubo? Si se tapa uno de los extremos deltubo, calcule b) la longitud de onda y c) la frecuencia de la nuevafundamental.  …

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.23 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.23 a) ¿En qué factor debe aumentarse la intensidad del sonido paraaumentar 13.0 dB el nivel de intensidad del sonido? b) Explique porqué no necesita conocer la intensidad original del sonido.   Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.22 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.22 El ayuntamiento de Sacramento adoptó hace poco una ley quereduce el nivel permitido de intensidad sonora de los odiados recogedores de hojas, de 95 dB a 70 dB. Con la nueva ley, ¿qué relación hay entre la nueva…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.21 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.21 La boca de un bebé está a 30 cm de la oreja del padre y a 1.50 mde la de la madre. ¿Qué diferencia hay entre los niveles de intensidad de sonido que escuchan ambos?   Solución: Solución…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.20 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.20 La intensidad debida a varias fuentes de sonido independienteses la suma de las intensidades individuales. a) Cuando cuatro cuatrillizos lloran simultáneamente, ¿cuántos decibeles es mayor el nivel deintensidad de sonido que cuando llora uno solo? b) Para aumentar…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.19 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.19 El sonido más tenue que un ser humano con oído normal puededetectar a una frecuencia de 400 Hz tiene una amplitud de presiónaproximada de 6.0 3 1025 Pa. Calcule a) la intensidad correspondiente; b) el nivel de intensidad;…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.18 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.18 a) Determine el nivel de intensidad de sonido en un automóvilcuando la intensidad del sonido es de 0.500 μW>m2. b) Calcule el nivel de intensidad de sonido en el aire cerca de un martillo neumáticocuando la amplitud de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.17 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.17 Una onda sonora en aire a 20 °C tiene frecuencia de 150 Hzy amplitud de desplazamiento de 5.00 3 1023 mm. Para esta onda,calcule a) la amplitud de presión (en Pa); b) la intensidad (en W>m2);c) el nivel…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.16 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.16 Deduzca la ecuación (16.14) de las ecuaciones que la preceden   Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO FÍSICA SEARS ZEMANSKY 12 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio? Compártelo ¿Tienes Dudas u otra solución que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.15 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.15 Ondas longitudinales en diferentes fluidos. a) Una ondalongitudinal que se propaga en un tubo lleno de agua tiene una intensidad de 3.00 3 1026 W>m2 y su frecuencia es de 3400 Hz. Calcule laamplitud A y la longitud…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.14 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.14 Con base en la información de la tabla 16.2, responda las siguientes preguntas acerca del sonido en el aire. A 20 °C el módulo de volumen para el aire es 1.42 3 105 Pa y su densidad es…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.13 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.13 ¿Qué esfuerzo (F>A) debe haber en un alambre estirado de unmaterial cuyo módulo de Young es Y, para que la rapidez de ondas longitudinales sea igual a 30 veces la rapidez de ondas transversales?   Solución: Solución 1:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.12 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.12 ¿Qué diferencia hay entre la rapidez de ondas longitudinales enaire a 27.0 °C y a 213.0 °C?   Solución: Solución 1: Canal CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS DEL LIBRO FÍSICA SEARS ZEMANSKY 12 EDICIÓN ¿Te sirvió el ejercicio?…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.11 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.11 Se golpea un extremo de una varilla de latón de 80.0 m. Unapersona en el otro extremo escucha dos sonidos causados por dos ondas longitudinales, una que viaja por la varilla y otra que viaja por elaire. Calcule…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.9 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.9 Un oscilador vibra a 1250 Hz y produce una onda sonora queviaja a través de un gas ideal a 325 m>s, cuando la temperatura del gases de 22.0 °C. Para cierto experimento, usted necesita que el osciladorproduzca un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.10 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.10 a) Demuestre que el cambio fraccional en la rapidez del sonido(dv>v) debido a un cambio muy pequeño en la temperatura dT estádado por (Sugerencia: comience con la ecuación16.10.) b) La rapidez del sonido en el aire a 20…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.8 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.8 A 27.0 °C, ¿qué rapidez tienen las ondas longitudinales ena) hidrógeno (masa molar 2.02 g>mol)? b) ¿Helio (masa molar4.00 g>mol)? c) ¿Argón (masa molar 39.9 g>mol)? Tome los valoresde g de la tabla 19.1. d) Compare sus respuestas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.7 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.7 Un buzo bajo la superficiede un lago escucha el sonido de lasirena de un bote en la superficiedirectamente arriba de él; al mismo tiempo, un amigo parado entierra firme a 22.0 m del bote también lo escucha (figura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.6 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.6 Un fuerte terremoto cuyo epicentro está en Loma Prieta, California, cerca de San Francisco, se produjo el 17 de octubre de 1989 a las5:04 P.M. hora local (en UTC, tiempo universal coordinado, 0h 4m 15sel 18 de octubre…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.5 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.5 a) En un líquido con densidad de 1300 kg>m3, se determinaque ondas longitudinales con frecuencia de 400 Hz tienen una longitud de onda de 8.00 m. Calcule el módulo de volumen del líquido,b) Una barra metálica de 1.50…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.4 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.4 Una ruidosa máquina de una fábrica produce un sonido quetiene una amplitud de desplazamiento de 1.00 mm, pero la frecuencia de este sonido puede ajustarse. Para evitar el daño auditivo enlos trabajadores, se limita la amplitud de presión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.3 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.3 Considere una onda sonora en aire con amplitud de desplazamiento de 0.0200 mm. Calcule la amplitud de presión para frecuenciasde a) 150 Hz; b) 1500 Hz; c) 15,000 Hz. En cada caso, compare el resultado con el umbral…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.2 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.2 El ejemplo 16.1 (sección 16.1) mostró que, para ondas sonorasen aire con frecuencia de 1000 Hz, una amplitud de desplazamientode 1.2 3 1028 m produce una amplitud de presión de 3.0 3 1022 Pa.A 20 °C el agua…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA UNIVERSITARIA SEARS & ZEMANSKY 12 EDICIÓN SOLUCIÓN PROBLEMA 16.1 FÍSICA SEARS ZEMANSKY 16.1 El ejemplo 16.1 (sección 16.1) mostró que, para ondas sonoras en aire con frecuencia de 1000 Hz, una amplitud de desplazamiento de 1.2 3 1028 m produce una amplitud de presión de 3.0 3 1022 Pa. a) ¿Qué…