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Orientación Universidad
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Parcial primer corte segunda parte, Exámenes de Física

Parcial primer corte segunda parte

Tipo: Exámenes

2024/2025

Subido el 30/03/2025

leonardo-hernandez-baza
leonardo-hernandez-baza 🇨🇴

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EXAMEN CORTE 2
1. Imagine que diseñó un nuevo instrumento musical de construcción muy sencilla. Su diseño consiste en un tubo
metálico de longitud L y diámetro L/5. Ha estirado una cuerda con masa por unidad de longitud 𝜇 a lo ancho del
extremo abierto del tubo. El otro extremo está cerrado. Para producir el efecto musical que le interesa, quiere
que la frecuencia de la onda estacionaria del tercer armónico en la cuerda sea igual a la frecuencia fundamental
para las ondas sonoras en la columna de aire dentro del tubo. La rapidez de las ondas sonoras en esa columna de
aire es 𝑣𝑠.
a. Realice un esquema de la situación que le permita entender el problema.
b. Encuentre una expresión para calcular la tensión T que debe haber en la cuerda para producir el efecto
deseado.
c. Si la rapidez de las ondas sonoras en el tubo es 340 m/s y la densidad de la cuerda es de 6.8 g/m. ¿Qué
valor (en N) debe tensionar la cuerda?
d. Si utiliza una masa M atada en un extremo para tensionar la cuerda, ¿qué valor en kilogramos debe tener?
2. Dos altavoces estereofónicos pequeños son alimentados alternativamente por el mismo oscilador de frecuencia
variable. Su sonido es detectado por un micrófono como se muestra en la figura. ¿En qué frecuencias su sonido
en los altavoces produce interferencia constructiva?
4.0
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EXAMEN CORTE 2

1. Imagine que diseñó un nuevo instrumento musical de construcción muy sencilla. Su diseño consiste en un tubo

metálico de longitud L y diámetro L/5. Ha estirado una cuerda con masa por unidad de longitud 𝜇 a lo ancho del

extremo abierto del tubo. El otro extremo está cerrado. Para producir el efecto musical que le interesa, quiere

que la frecuencia de la onda estacionaria del tercer armónico en la cuerda sea igual a la frecuencia fundamental

para las ondas sonoras en la columna de aire dentro del tubo. La rapidez de las ondas sonoras en esa columna de

aire es 𝑣

𝑠

a. Realice un esquema de la situación que le permita entender el problema.

b. Encuentre una expresión para calcular la tensión T que debe haber en la cuerda para producir el efecto

deseado.

c. Si la rapidez de las ondas sonoras en el tubo es 340 m/s y la densidad de la cuerda es de 6.8 g/m. ¿Qué

valor (en N) debe tensionar la cuerda?

d. Si utiliza una masa M atada en un extremo para tensionar la cuerda, ¿qué valor en kilogramos debe tener?

2. Dos altavoces estereofónicos pequeños son alimentados alternativamente por el mismo oscilador de frecuencia

variable. Su sonido es detectado por un micrófono como se muestra en la figura. ¿En qué frecuencias su sonido

en los altavoces produce interferencia constructiva?

SOLUCION

1. PUNTO

a. Esquema

b. Formula Tensión

La velocidad 𝑣

𝑐

de la onda en la cuerda es:

𝑐

𝑇

𝜇

𝑐

2

Dato: Frecuencia del tercer armónico en la cuerda (𝑓

3

) = Frecuencia del primer armónico en el tubo (𝑓

1

3

1

𝑣

𝑐

𝜆 3

𝑣

𝑇

𝜆 1

𝑐

𝑇

𝜆

3

𝜆 1

Donde 𝑣

𝑇

: velocidad de la onda en el aire dentro del tubo

( 2 ) en ( 1 ) → 𝑇 = 𝜇 (

𝜆 3

𝜆 1

𝑇

2

Por dato del instrumento (ver grafica):

𝐿

5

=

3

2

𝜆

3

y 𝐿 =

1

4

𝜆

1

→𝜆

3

=

2

15

𝐿 y 𝜆

1

= 4 𝐿

𝜆 3

𝜆 1

2

15

𝐿

4 𝐿

1

30

( 3 ) en ( 1 )

𝑐

2

1

30

𝑇

2

c. Valor numérico de T

𝜇 = 6. 8 g/m = 6. 8 × 10

− 3

Kg/m

𝑣

𝑇

= 340 m/s

➔ 𝑇 = 6. 8 × 10

− 3

Kg/m (

340 m/s

30

2

→ 𝑇 = 0. 87 N

d. Masa M

𝑇 = 𝑚𝑔 = 0. 87 N

𝑚 =

𝑇

𝑔

=

  1. 87 N

  2. 8 m/s

2

→ 𝑚 = 0. 089 Kg = 89 g

𝐿

5

=

3

2

𝜆

3

Cuerda (tercer armónico)

armónico)

Cuerda (primer armónico)

armónico)

𝐿 =

1

4

𝜆 1

EXAMEN CORTE 2

1. Imagine que diseñó un nuevo instrumento musical de construcción muy sencilla. Su diseño consiste en un tubo

metálico de longitud L y diámetro L/10. Ha estirado una cuerda con masa por unidad de longitud 𝜇 a lo ancho del

extremo abierto del tubo. El otro extremo está cerrado. Para producir el efecto musical que le interesa, quiere

que la frecuencia de la onda estacionaria del tercer armónico en la cuerda sea igual a la frecuencia fundamental

para las ondas sonoras en la columna de aire dentro del tubo. La rapidez de las ondas sonoras en esa columna de

aire es 𝑣

𝑠

a. Realice un esquema de la situación que le permita entender el problema.

b. Encuentre una expresión para calcular la tensión T que debe haber en la cuerda para producir el efecto

deseado.

c. Si la rapidez de las ondas sonoras en el tubo es 340 m/s y la densidad de la cuerda es de 6.8 g/m. ¿Qué

valor (en N) debe tensionar la cuerda?

d. Si utiliza una masa M atada en un extremo para tensionar la cuerda, ¿qué valor en kilogramos debe tener?

2. Dos altavoces estereofónicos pequeños son alimentados alternativamente por el mismo oscilador de frecuencia

variable. Su sonido es detectado por un micrófono como se muestra en la figura. ¿En qué frecuencias (en Hz) su

sonido en los altavoces produce interferencia destructiva?

SOLUCION

1. PUNTO

a. Esquema

b. Formula Tensión

La velocidad 𝑣

𝑐

de la onda en la cuerda es:

𝑐

𝑇

𝜇

𝑐

2

Dato: Frecuencia del tercer armónico en la cuerda (𝑓

3

) = Frecuencia del primer armónico en el tubo (𝑓

1

3

1

𝑣 𝑐

𝜆 3

𝑣 𝑇

𝜆 1

𝑐

𝑇

𝜆 3

𝜆 1

Donde 𝑣

𝑇

: velocidad de la onda en el aire dentro del tubo

( 2 ) en ( 1 ) → 𝑇 = 𝜇 (

𝜆

3

𝜆

1

𝑇

2

Por dato del instrumento (ver grafica):

𝐿

10

=

3

2

𝜆

3

y 𝐿 =

1

4

𝜆

1

→𝜆

3

=

2

30

𝐿 y 𝜆

1

= 4 𝐿

𝜆

3

𝜆

1

2

30

𝐿

4 𝐿

1

60

( 3 ) en ( 1 )

𝑐

2

1

60

𝑇

2

c. Valor numérico de T

𝜇 = 6. 8 g/m = 6. 8 × 10

− 3

Kg/m

𝑣

𝑇

= 340 m/s

➔ 𝑇 = 6. 8 × 10

− 3

Kg/m (

340 m/s

60

2

→ 𝑇 = 0. 2188 N

d. Masa M

𝑇 = 𝑚𝑔 = 0. 218 N

𝑚 =

𝑇

𝑔

=

  1. 218 N

  2. 8 m/s

2

→ 𝑚 = 0. 022 Kg = 22 g

𝐿

10

=

3

2

𝜆

3

Cuerda (tercer armónico)

armónico)

Cuerda (primer armónico)

armónico)

𝐿 =

1

4

𝜆

1