Física

Problemas acústicos


Sonido y su propagación

1. El sonido es una onda mecánica que viaja en el aire a una velocidad variable, dependiendo de la temperatura local.

Suponiendo que en un lugar esta velocidad es de 340 m / s. Si un altavoz que vibra su membrana en esta ubicación emite 1 250 pulsos por segundo:

(a) determine la frecuencia de vibración de la membrana en hercios;

Esta respuesta se encuentra en la declaración misma, ya que si la membrana emite 1.250 pulsos por segundo, repite su movimiento 1.250 veces por segundo, es decir, su frecuencia.

b) Determinar el período de vibración;

Conociendo la frecuencia, solo necesitamos recordar que el período es igual al inverso de la frecuencia, entonces:

Siendo la unidad expresada en segundos, esa es la unidad inversa Hz.

(c) determine la longitud de onda de la onda de sonido en metros;

Usando la ecuación:

Ya conocemos la velocidad y la frecuencia, así que simplemente aísle la longitud de onda:

d) Saber que la velocidad del sonido en el aire varía con la temperatura de acuerdo con el donde θ está en grados Celsius y la velocidad en metros por segundo. ¿Cuál es la temperatura local?

Sabiendo que la velocidad del sonido en el sitio es de 340 m / s, podemos usar la ecuación y resolverla:

2. Supongamos que en un lugar la velocidad del sonido es de 300 m / s a ​​una temperatura de 0 ° C. En este mismo lugar, las temperaturas durante una determinada época del año pueden alcanzar los 40 ° C. A esta temperatura extrema, ¿cuál será la velocidad de propagación del sonido?

Usando la ecuación:

Donde k es una constante de valor arbitrario y T es la temperatura ambiente absoluta. Podemos aplicar los valores a la ecuación en ambas situaciones:

y

Convirtiendo temperaturas tenemos 273K y 313K respectivamente.

Dividiendo una ecuación por otra:

Intervalo acústico

1. Se juegan dos diapasones al mismo tiempo. Uno tiene una frecuencia igual a 14kHz y el otro 7kHz. ¿Cuál es el nombre del intervalo acústico entre ellos?

Usando la ecuación del rango acústico tenemos:

Mirando una tabla, encontramos que el rango 2: 1 se llama octava.

2. Un par de sonidos tiene un quinto rango acústico. Dado que ambos sonidos tienen la misma velocidad de propagación y el sonido de frecuencia más alta tiene una longitud de onda de 1.3 cm. ¿Cuál es la longitud de onda del sonido de frecuencia más baja?

Para resolver este problema debemos usar la ecuación

Junto con:

Que se puede escribir como:

Uniendo las dos ecuaciones:

Aplicando los valores conocidos, sabiendo que un quinto es igual al cociente 3: 2.