Problema de prueba
Este problema es una variante de C4-P01 — La tubería con un extremo cerrado — mismo prerrequisito y habilidad, con otro enunciado y otros números. Se usa para comprobar si esa ficha está realmente dominada, no para practicarla de nuevo.
Prerrequisitos
- V = fλ
- Extremo cerrado=nodo, abierto=antinodo
- Frecuencias de resonancia
Un altavoz emite sonido de 500 Hz hacia una tubería con un extremo abierto y otro cerrado. El diagrama muestra el quinto armónico. Longitud de la tubería = 0,85 m.
a
Resume cómo se forma la onda estacionaria en la tubería.
[2]
b
Determina λ (caben 5/4 partes de λ en la tubería).
[1]
c
Calcula la velocidad del sonido en la tubería.
[2]
d
Se reduce la frecuencia hasta 400 Hz. Explica por qué no se formará onda estacionaria.
[2]
Pistas progresivas
- 1General — extremo cerrado siempre nodo, abierto siempre antinodo; solo caben números impares de cuartos de λ.
- 2Apartado a) — interferencia entre la onda incidente y su reflejo, misma frecuencia y amplitud, sentidos opuestos.
- 3Apartado b) — L = 5λ/4 → λ = 4L/5.
- 4Apartado b), cifras — λ = 4×0,85/5 = 0,68 m.
- 5Apartado c) — v = fλ = 500 × 0,68.
- 6Apartado c), cifras — v = 340 m/s.
- 7Apartado d) — f1 = v/(4L) = 340/3,4 = 100 Hz.
- 8Apartado d), conclusión — armónicos = múltiplos impares de f1 (100,300,500,700...). 400 Hz = 4×f1, par → no hay resonancia.
Refuerzo
Vídeo —
↗ — «»
Apartado a) —
Interferencia entre la onda hacia el fondo y su reflejo en el extremo cerrado, misma frecuencia/amplitud, sentidos opuestos.
Apartado b) —
λ = 4L/5 = 0,68 m.
Apartado c) —
v = fλ = 500 × 0,68 = 340 m/s.
Apartado d) —
f1 = 340/3,4 = 100 Hz. 400 Hz = 4×f1 (par) no coincide con ningún armónico (solo impares) — no se forma onda estacionaria.