nal o i s e f o Pr o c i n c Té e n s iv o ma Progra

In t

Cuaderno Estrategias y Ejercitación

FÍSICA

Ondas II: el sonido

Estrategias

? PSU

1.

Pregunta PSU

Respecto del sonido audible por el ser humano, es correcto afirmar que I) II) III)

es una onda mecánica y longitudinal. sus frecuencias van desde los 20 a los 40.000 [Hz]. el volumen y el tono son algunas de sus características.

A) B) C) D) E)

Solo I Solo I y II Solo I y III Solo II y III I, II y III

Tip Tono o altura: característica relacionada con la frecuencia de la onda sonora. El tono puede ser alto (agudo) o bajo (grave).

Tip

CUACTC002TC82-A16V1

Volumen o intensidad: característica del sonido relacionada con la amplitud de la onda sonora y, por lo tanto, con la energía que la onda transporta.

Tip El sonido es una onda mecánica y longitudinal.

Tip La frecuencia del sonido audible va desde los 20 [Hz] hasta los 20.000 [Hz]. Frecuencias menores a 20 [Hz] corresponden a infrasonidos, y mayores a 20.000 [Hz] a ultrasonidos.

Tip Las características del sonido son las que diferencian un sonido de otro: - Volumen o intensidad. - Tono o altura. - Timbre.

Apuntes

Cpech

1

Técnico Profesional Intensivo - FÍSICA

?

Pregunta PSU

PSU

2.

La forma de orientación de ciertos animales es a través de la generación de un ultrasonido que rebota en los objetos y se devuelve al animal (por ejemplo murciélagos y ballenas). ¿Qué fenómeno del sonido está involucrado, principalmente, en esta forma de orientación? A) B) C) D) E)

Tip

Reflexión Refracción Difracción Transmisión Interferencia

Reflexión: el sonido puede reflejarse o rebotar al incidir sobre una superficie.

Tip Tip Interferencia: los sonidos se pueden interferir constructiva y destructivamente, modificándose la amplitud de la onda sonora resultante.

Tip Transmisión: capacidad de una onda de propagarse por un medio, o trasladarse desde un medio a otro distinto.

Refracción: cuando el sonido pasa de un medio a otro distinto cambia su dirección de propagación. Este fenómeno se conoce como refracción del sonido.

Tip Difracción: capacidad de una onda de rodear un objeto que se encuentra en su camino y seguir propagándose. El sonido, como todas las ondas, experimenta difracción.

Apuntes

2 2

Cpech

Cuaderno Estrategias y Ejercitación

? PSU

3.

Pregunta PSU Tip

Francisco percibe el sonido de la sirena de una ambulancia con un determinado tono. Si el tono del sonido que percibe el conductor de la ambulancia es distinto de aquel percibido por Francisco, ¿cuál(es) de las siguientes proposiciones permite(n) explicar esta diferencia de percepción en el tono del mismo sonido? I) II) III)

La ambulancia se acerca a Francisco. La ambulancia se aleja de Francisco. Francisco y la ambulancia se mueven con la misma rapidez, y en el mismo sentido y dirección.

A) B) C) D) E)

Solo I Solo II Solo III Solo I y II Solo II y III

Efecto Doppler: el tono de un sonido se puede percibir diferente, respecto del tono real, cuando existe movimiento relativo entre el emisor y el receptor. A este fenómeno se le denomina efecto Doppler. La frecuencia del tono percibido por el receptor está dada por: v ±v f 0 = f e • vs v R s e

(

Tip

)

El efecto Doppler solo se percibe si existe “movimiento relativo” entre el receptor y el emisor, es decir, solo se percibe si estos se acercan o se alejan entre sí.

Tip Si la persona que escucha y el emisor se acercan, el tono del sonido se escucha más agudo que el real ( f receptor > f emisor ).

Tip Si la persona que escucha y el emisor se alejan, el tono del sonido se escucha más grave que el real ( f receptor < f emisor ).

Apuntes

Cpech

3

Técnico Profesional Intensivo - FÍSICA

Logro / tiempo

Ejercitación

Número de preguntas Tiempo asignado Número de preguntas respondidas Número de respuestas correctas

1. Una onda sonora se transmite sin pérdidas de energía desde un medio 1 hacia un medio 2, de mayor MTP densidad. ¿Cuál de las siguientes imágenes representa correctamente la onda de la situación descrita?

Medio 1

Medio 2

Medio 1

A) Medio 1

B) Medio 2

Medio 1

C) Medio 2

E)

Cpech

Medio 2

D) Medio 1

4 4

Medio 2

Cuaderno Estrategias y Ejercitación 2. El cuadro de la figura muestra los rangos de frecuencia audibles para distintas especies animales. MTP Campo auditivo humano

Infrasonidos 0

20

20.000

Ultrasonidos 40.000

160.000 Frecuencias (Hz)

Elefante, topo Gato, perro Murciélago, delfín

Respecto de la información contenida en el cuadro, es correcto afirmar que I) II) III) A) B) C) D) E)

3. MC

los perros y gatos son capaces de sentir los temblores antes que los humanos, al percibir los sonidos infrasónicos de las ondas sísmicas. los murciélagos y delfines logran percibir sonidos de muy bajo volumen, que los humanos no logran percibir. existe un rango de frecuencias audible para los elefantes, topos, gatos, perros y las personas, pero inaudible para los delfines y murciélagos. Solo I Solo II Solo III Solo I y II I, II y III

En una tempestad una persona observa un relámpago y 15 [s] después escucha el trueno. Si la rapidez de propagación del sonido en el aire es 340 m , ¿a qué distancia se produjo la descarga eléctrica? s A) B) C) D) E)

15 [m] 23 [m] 340 [m] 2.500 [m] 5.100 [m]

4. Para el ser humano, un sonido de 20 decibeles producido por una onda sonora de 20 kilohertz MTP corresponde a A) B) C) D) E)

un sonido agudo de alta intensidad. un ultrasonido de alta intensidad. un sonido grave de baja intensidad. un sonido agudo de baja intensidad. un sonido grave de alta intensidad.

Cpech

5

Técnico Profesional Intensivo - FÍSICA 5. MC

Los diagramas representan distintos sonidos, emitidos en un mismo medio y durante un mismo intervalo de tiempo. Al respecto, es correcto afirmar que

Sonido P

Sonido Q

Sonido R

Sonido M

I) II) III)

el sonido P tiene mayor longitud de onda que el sonido Q. el sonido M es más agudo que el sonido R. el sonido Q es más grave que el sonido M.

A) B) C) D) E)

Solo I Solo II Solo III Solo I y II I, II y III

m Un automóvil se aleja a 34 s de un observador en reposo. Si la frecuencia del sonido del motor en m MC reposo es 270 [Hz], y la rapidez del sonido en el aire es 340 s , ¿cuál es, aproximadamente, la frecuencia

6.

que percibe el observador? A) B) C) D) E)

7. MC

8. MC

6

6

Cpech

185 [Hz] 200 [Hz] 245 [Hz] 315 [Hz] 360 [Hz]

Dentro de las estructuras pertenecientes al oído medio, es correcto afirmar que se encuentra(n) I) II) III)

el pabellón. la ventana oval. la trompa de Eustaquio.

A) B) C) D) E)

Solo I Solo I y II Solo I y III Solo II y III I, II y III

¿Con qué característica de la onda sonora está relacionada la intensidad de los sonidos que escuchamos? A) B) C) D) E)

Frecuencia Amplitud Velocidad Periodo Longitud de onda

Cuaderno Estrategias y Ejercitación 9. MC

En un día de verano Miguel emite un sonido frente a una montaña que se encuentra a una distancia de 680 [m]. Si la rapidez del sonido en el aire es de 340 m , ¿cuánto tiempo después de haber emitido el s sonido Miguel percibirá el eco? A) B) C)

10. MC

0,5 [s] 2,0 [s] 4,0 [s]

D) E)

5,0 [s] 8,0 [s]

Con respecto a las longitudes de onda ( ) de las ondas sonoras que viajan por el aire, es correcto afirmar que (considere que la rapidez del sonido en el aire es 340 m ) s I) II) III)

la menor audible por el ser humano es = 1,7 [cm]. si = 19 [m], entonces se trata de un infrasonido. el sonido más grave audible por el ser humano corresponde a = 17 [m].

A) B) C) D) E)

Solo I Solo II Solo III Solo I y II I, II y III

11. Un niño observa pasar lentamente un avión a la distancia, sobre el horizonte, tal como se ve en la MTP figura. Siendo un gran avión de pasajeros, el niño pone atención para escuchar el sonido de las turbinas cuando el avión pase frente a él. Sin embargo, encontrándose frente al niño (instante t 1), este no escucha ningún sonido. Un instante después (en t2), el niño logra escuchar el sonido de los motores del avión, pero curiosamente este ya se ha alejado bastante de él, tal como lo muestra la imagen. t1

t2

Respecto de esta situación, ¿cuál de las siguientes alternativas logra explicar de mejor manera el fenómeno sonoro experimentado por el niño? A) B) C) D) E)

El sonido viaja normalmente en línea recta, pero en este caso se curva en el aire por lo que llega al niño un instante después de que el avión ha pasado frente a él. El sonido nunca viaja en línea recta, por lo que se curva en el aire y llega al niño un instante después de que el avión ha pasado frente a él. El avión viaja más lento que el sonido, por lo que este llega al niño un instante después de que el avión ha pasado frente a él. El sonido viaja a una velocidad determinada, por lo que necesita un cierto tiempo para recorrer la distancia que separa al avión del niño. El sonido experimenta efecto Doppler, por lo que se retrasa respecto de la fuente emisora.

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7

Técnico Profesional Intensivo - FÍSICA 12. MC

La siguiente ecuación corresponde a la rapidez de propagación del sonido en el aire, en función de la temperatura. V = 331· 1 +

TC m 273 ºC s

Considerando la expresión anterior, donde V es la rapidez de propagación del sonido y TC es la temperatura del aire en grados Celsius, es correcto afirmar que I) II) III) A) B) C) D) E) 13. MC

14. MC

8

8

Cpech

al aumentar la temperatura del aire, aumenta la rapidez de propagación del sonido. m si la temperatura del aire es 0 [°C], la rapidez de propagación del sonido es 331 . s m la menor rapidez de propagación del sonido en el aire es 331 . s Solo I Solo II Solo III Solo I y II I, II y III

Un flautista emite tres notas musicales distintas: LA, RE y MI, es decir, notas musicales con frecuencias diferentes. Respecto de estos sonidos, es correcto afirmar que, por ser notas de frecuencias distintas, I) II) III)

viajan a distinta velocidad por el aire. tienen distinta longitud de onda. si ingresan a otro medio sus frecuencias cambiarán proporcionalmente a su rapidez de propagación.

A) B) C) D) E)

Solo I Solo II Solo III Solo I y II I, II y III

Daniel está sentado esperando a Miguel. Si Miguel se acerca muy rápido gritando hacia él, ¿cuál(es) característica(s) del sonido percibirá diferente Daniel, debido al efecto Doppler? I) II) III)

Volumen Tono Timbre

A) B) C) D) E)

Solo I Solo II Solo III Solo I y II Solo I y III

Cuaderno Estrategias y Ejercitación 15. MC

Un par de amigos generan dos sonidos, los cuales se propagan en el aire; si Pablo emite un sonido grave en comparación con el sonido emitido por Silvia, ¿cuál(es) de las siguientes proposiciones es (son) correcta(s)? I) II) III)

Las frecuencias de las ondas sonoras serán iguales. La intensidad de los sonidos será la misma. Las velocidades de propagación de las ondas sonoras serán iguales.

A) B) C) D) E)

Solo I Solo II Solo III Solo I y II Solo I y III

16. ¿Cúal(es) de las siguientes modificaciones logra(n) producir un cambio en el timbre de un sonido? MTP I) Cambiar la frecuencia de la onda sonora. II) Modificar las características físicas del objeto que emite el sonido. III) Modificar la amplitud de la onda sonora. A) B) C) D) E)

Solo II Solo I y II Solo I y III Solo II y III I, II y III

17. MC

La unidad más comúnmente utilizada para medir la intensidad del sonido es el

18. MC

Un sonido se propaga por tres medios diferentes (aire, agua y vidrio), recorriendo la misma distancia en cada uno de ellos. ¿Cuál es la relación correcta entre los tiempos que el sonido demoró en recorrer cada medio?

A) B) C)

A) B) C) D) E) 19. MC

hertz. segundo. decibel.

D) E)

bel. decihertz.

taire = tagua = tvidrio taire > tagua = tvidrio taire = tagua > tvidrio taire > tagua > tvidrio tvidrio > tagua > taire

Un barco toca su sirena en un punto cercano a la costa. Tomando en cuenta que el sonido puede viajar por el agua y por el aire, es correcto afirmar que A) B) C) D) E)

llegará primero a la playa por el agua. llegará primero a la playa por el aire. llegará a la playa por ambos medios al mismo tiempo. llegará primero a la playa casi siempre por el aire. no se puede determinar por cuál de los dos medios llegará primero a la playa.

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9

Técnico Profesional Intensivo - FÍSICA 20. En las iglesias las campanas se encuentran en una torre o campanario que siempre se ubica a una MTP altura importante, tal como se muestra en la figura.

Es correcto afirmar que, ubicando los campanarios en altura, se logra I) II) III) A) B) C) D) E)

10 10

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que las ondas sonoras no choquen con objetos, para que no se reflejen y logren viajar una mayor distancia. que las ondas sonoras no choquen con objetos, para que el sonido no sea absorbido por los materiales y logre viajar una mayor distancia. disminuir la intensidad del sonido de las campanas, para que el ruido no sea molesto para las personas. Solo I Solo II Solo III Solo I y II Solo I y III

Cuaderno Estrategias y Ejercitación

Tabla de corrección Ítem 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Alternativa

Habilidad ASE ASE Aplicación Comprensión Aplicación Aplicación Aplicación Comprensión Aplicación ASE Comprensión Aplicación Comprensión Reconocimiento Comprensión Comprensión Reconocimiento Comprensión Comprensión Comprensión

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