Velocidad de las ondas sonoras La velocidad de las ondas sonoras es independiente de la fuente sonora, pero depende de la naturaleza del medio de propagación.
N = Pa 2 m
d = densidad del sólido
vg =
Q = módulo de compresibilidad del líquido Unidad SI :
N = Pa 2 m
d = densidad del líquido
γ = coeficiente adiabático (γ(aire) = 1,4) P = presión del gas (Unidad SI: Pa) R = constante universal de los gases (8,314 J ⋅K -1 ⋅mol -1) T = temperatura absoluta M = masa molar del gas
EN GR
Las ondas sonoras se propagan más rápidamente en los sólidos que en los líquidos y en éstos más que en los gases:
IÉN
S
v = λf
La velocidad del sonido en el aire a 20 °C es aproximadamente de 340 m/s.
— Velocidad de propagación del sonido en el agua: v =
2, 16 ⋅ 10 9 N m 2 Q m ;v = = 1470 3 3 d s 1, 0 ⋅ 10 kg m
— Longitud de onda: v = λf ; λ =
1470 m/s v ;λ = =1, 47 m f 1000 Hz
27. Di qué fundamento físico tiene el hecho de que los indios pusieran el oído en tierra para determinar la presencia de soldados en su territorio.
desde que se vio el relámpago hasta que se oye el trueno y dividirlos por 3. Razona por qué es efectivo este método.
28. En un extremo de una viga de hierro de 100 m se ha colocado un despertador. a. ¿Se oirá el tictac al poner el oído sobre el otro extremo de la viga? b. ¿Se oirá a través del aire a la misma distancia?
30. Halla la velocidad de las ondas sonoras en el aire:
a. a 0 °C y b) a 30 °C. (Maire = 28,8 ⋅ 10 -3 kg ⋅mol -1)
31. En una tempestad se ha oído el trueno 10 s después de verse el relámpago. ¿A qué distancia se produjo el relámpago?
Actividades
— Datos: d = 1,0 ⋅ 103 kg/m3 Q = 2,16 ⋅ 109 N/m2 f = 1 000 Hz
29. Para conocer la distancia en kilómetros a la que cayó un rayo suele emplearse este procedimiento: contar los segundos transcurridos
RA DO
ES BL
Al igual que en todas las ondas mecánicas, se cumple la relación entre la velocidad de estas, su longitud de onda y su frecuencia:
— En los gases, dada su pequeña densidad, la velocidad debiera ser mayor que en los líquidos. Sin embargo, es mayor en éstos, ya que el módulo de compresibilidad de los gases, γP, es menor. Ejemplo 7
O UP
y también:
— La mayor velocidad se da en los sólidos, ya que el módulo de Young de los sólidos es mayor que el módulo de compresibilidad de los líquidos y los gases.
Calcula el valor de la velocidad de las ondas sonoras en el agua sabiendo que su densidad es 1,0 ∙ 103 kg/m3 y su módulo de compresibilidad vale 2,16 ∙ 109 N/m2. ¿Cuál es la longitud de onda de las ondas sonoras en el agua si su frecuencia es 1000 Hz?
γ RT γP ; vg = d M
LCULA CA
Unidad en el SI :
Q d
Prohibida su reproducción
E = módulo de Young o elasticidad de volumen
vI =
O REC RTA
E d
Velocidad en los gases
TIC
vs =
Velocidad en los líquidos
Y TAMB
Velocidad en los sólidos
73