Movimiento Ondulatorio

Ejercicios, cuestiones y problemas sobre ondas para alumnos de 2º de Bachillerato.

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    Magnitudes características de una onda electromagnética plana sinusoidal

    Una onda electromagnética plana sinusoidal se desplaza en el vacío en el sentido positivo del eje OX, siendo su frecuencia 2\cdot 10^8\ Hz y la amplitud máxima del campo eléctrico E_0 = 500\ \textstyle{N\over C} , vibrando en el eje OY. Calcula:

    a) La longitud de onda y el periodo.

    b) La amplitud máxima del campo magnético y su dirección de vibración.

    c) Las ecuaciones de los campos magnético y eléctrico de la onda.

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    Velocidad de propagación y frecuencia de una onda en una cuerda

    Una onda periódica se propaga en una cuerda de 50.0 m de longitud y 400 g de masa. Si la cuerda está sometida a una tensión de 500 N:

    a) ¿Calcula la velocidad de propagación de la onda en la cuerda?

    b) Si la frecuencia de la onda es de 10 Hz, determina la distancia entre dos crestas consecutivas.

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    Frecuencia, y ecuación del movimiento de un muelle que oscila

    Al colocar un bloque de 2 kg suspendido de un muelle se produce un alargamiento de 4 cm. Si a continuación se le estira 5 cm y se suelta dejándolo oscilar libremente, el bloque describe un MAS. Calcula:

    a) La constante recuperadora del muelle.

    b) La frecuencia de las oscilaciones.

    c) La ecuación del movimiento.

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    Nodos y vientres de la onda estacionaria de un violonchelo

    La longitud de la cuerda de un violonchelo es de 70 cm y la velocidad de propagación de las ondas en esta cuerda es de 308 m/s. Para el tercer armónico:

    a) Representa esquemáticamente la onda estacionaria de este armónico indicando
    todos sus nodos y vientres. Calcula la longitud de onda. ¿Cuál es la distancia entre dos nodos consecutivos?

    b) Suponiendo que la cuerda está en posición horizontal, calcula, para un vientre, el
    tiempo que tarda la posición vertical en pasar de su valor máximo a su valor mínimo (del punto más alto al punto más bajo).

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    Potencia sonora de una sirena

    Un detector acústico que se encuentra situado a 200 m de una sirena mide un nivel de intensidad sonora de 80 dB. Suponiendo que la sirena emite como una fuente puntual, determina:

    a) La potencia sonora de la sirena.

    b) La distancia a la que debemos situar dicho detector para que mida la misma intensidad sonora cuando la sirena tiene una potencia doble a la del apartado anterior.

    Dato: Intensidad umbral de audición, I_0 = 10^{-12}\ W\cdot m^{-2} .