Segundo Quiz 22007 Solucion

Univesidad Industrial de Santander Escuela de Física Curso: Ondas y partículas Grupos: L2 (A, B, C y D) Asunto: Segundo Quiz (Valor 5%) Fecha: 22/11/2007 Salón: 201 Edif: Camilo Torres Hora: 7:40 P.M Tiempo máximo: 25 minutos Profesor: Ancizar Flórez L

Grupo:________ Calificación:_________

Alumno: ___________Solución_______________________Código:_______________ Sea muy ordenado en los cálculos que realice, y tenga mucho cuidado con las unidades; este es un curso de Física, y en ella, las magnitudes tienen unidades. Parte A. Llene el espacio en blanco con lo que corresponda a cada enunciado (Sea muy preciso y breve). (Valor: cada pregunta vale 0.5 pts) 1. ¿Qué se entiende cuando se dice que, la energía se propaga como una onda mecánica? Que la energía fluye en virtud de la interacción entre las partículas del medio de propagación, que realizan movimiento oscilatorio. 2. ¿Las ondas transportan materia? No ¿Por qué? Las partículas del medio, en el proceso de propagación, realizan movimientos oscilatorios alrededor de posiciones de equilibrio, en promedio, fijas; sin experimentar desplazamientos netos. 3. ¿En qué se diferencian las ondas transversales, de las ondas longitudinales? En las transversales, las partículas del medio, vibran en dirección perpendicular a la dirección de propagación de la energía; en tanto que, en las longitudinales, vibran en la misma dirección de propagación de la energía. 4. ¿Qué es una longitud de onda? La distancia que avanza la energía, en un período. 5. ¿Cómo se puede transmitir energía con diferente velocidad a través de una cuerda? Si se utiliza una cuerda no homogénea; es decir, con diferentes densidades lineales. 6. En un planeta hipotético, sin atmósfera, cercano a la Tierra, ocurre una tremenda explosión, ¿será que se puede escuchar en la Tierra? No ¿Por qué? El sonido es una onda mecánica, por lo tanto, necesita de un medio para propagarse. Si en ese planeta no hay atmósfera, el sonido no tiene como llegar a la Tierra.

Parte B. (Valor de cada pregunta 1.0 pto) 1. Se tiene una cuerda larga no homogénea de longitud L, sometida a una tensión T. Si la relación entre las densidades lineales de las dos mitades de la cuerda es µ2 = µ1/4: a) ¿qué tiempo tarda la energía para ir de un extremo al otro de la cuerda? (Exprese su respuesta en términos de L y v1); b) ¿cómo están relacionadas las velocidades de propagación de la energía en las dos mitades de la cuerda? Sol: T L µ1 v1 = (T/µ1)1/2

µ2 v2 = (T/µ2)1/2

a) t = L/v ⇒ tt = L/2v1 + L/2v2 = L/2(1/v1 + 1/v2) = L/2[(v2 + v1)/v1v2] v2 = 2v1 ⇒ tt = 3L/4v1 b) v1/v2 = (T/µ1)1/2/(T/µ2)1/2 como µ2 = µ1/4 ⇒ v1/v2 = 1/2 2. Un cable flexible de acero de longitud L, está suspendido del techo por uno de sus extremos. Si µ, es su densidad lineal: a) ¿qué forma tiene la velocidad con que se propaga la energía a través del cable?; b) ¿qué tiempo tarda la energía para ir de un extremo al otro del cable? (Respuesta simplificada) Sol: a) v = (T/µ)1/2 = (mg/m/L)1/2 = (gL)1/2 = v b) t = L/v = L/(gL)1/2 = (L2/Lg)1/2 ⇒ t = (L/g)1/2