El sonido se propaga en el agua con una velocidad de 1430 m/s y en el hierro con una velocidad de 5100 m/s. Si un sonido tiene una frecuencia de 200 Hz, calcula:
a) La longitud de onda en el agua y en el hierro.
b) Cuando el sonido cambia de medio, ¿varía su periodo?
jesussNovato
El sonido se propaga en el agua con una velocidad de 1430 m/s y en el hierro con una velocidad de 5100 m/s.
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a) Longitud de onda en el agua y en el hierro:
La velocidad de una onda \(v\) está relacionada con su frecuencia \(f\) y longitud de onda \(\lambda\) mediante la ecuación:
\[ v = f \cdot \lambda \]
Dado que ya conocemos la velocidad del sonido en el agua (\(v_{\text{agua}} = 1430 \, \text{m/s}\)) y en el hierro (\(v_{\text{hierro}} = 5100 \, \text{m/s}\)), y la frecuencia es de \(200 \, \text{Hz}\), podemos usar la ecuación para calcular las longitudes de onda en cada medio.
Para el agua:
\[ \lambda_{\text{agua}} = \frac{v_{\text{agua}}}{f} \]
\[ \lambda_{\text{agua}} = \frac{1430 \, \text{m/s}}{200 \, \text{Hz}} \]
\[ \lambda_{\text{agua}} = 7.15 \, \text{m} \]
Para el hierro:
\[ \lambda_{\text{hierro}} = \frac{v_{\text{hierro}}}{f} \]
\[ \lambda_{\text{hierro}} = \frac{5100 \, \text{m/s}}{200 \, \text{Hz}} \]
\[ \lambda_{\text{hierro}} = 25.5 \, \text{m} \]
Por lo tanto, las longitudes de onda en el agua y en el hierro son \(7.15 \, \text{m}\) y \(25.5 \, \text{m}\), respectivamente.
b) Variación del periodo al cambiar de medio:
El periodo \(T\) y la frecuencia \(f\) están relacionados por la ecuación \(T = \frac{1}{f}\). Dado que la frecuencia no cambia (\(f = 200 \, \text{Hz}\)), el periodo tampoco cambia al cambiar de medio. Esto se debe a que la relación entre periodo y frecuencia es inversa, por lo que si la frecuencia se mantiene constante, el periodo también lo hace.