FICHA C4-P02

El altavoz y la placa reflectante

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TipoSecundaria PaperPaper 2 Dificultad Puntos5 pts Tiempo máx.12 min Media6 min Si no sabes la teoría+10 min Origen preguntaExamen oficial Verificación soluciónMarkscheme oficial De fuente real
Material necesario — Cuadernillo de datos: no hace falta — v = fλ es una fórmula que debes manejar de memoria en este nivel.
Prerrequisitos
  • Relación fundamental de ondas: v = fλ
  • Una onda estacionaria surge de la superposición (interferencia) de una onda con su propio reflejo
  • En una onda estacionaria, la distancia entre dos nodos (o dos antinodos) consecutivos es media longitud de onda (λ/2)

Un altavoz emite ondas sonoras de frecuencia f hacia una placa metálica que refleja las ondas. Un micrófono pequeño se desplaza a lo largo de la recta que va del altavoz a la placa metálica. La intensidad del sonido detectado por el micrófono al moverse varía de manera regular entre valores máximos y mínimos. La rapidez del sonido en el aire es de 340 m s⁻¹.

a Explica la variación en la intensidad detectada por el micrófono al desplazarse. [3]
b Si los mínimos adyacentes se encuentran separados una distancia de 0,12 m, calcula f. [2]
Pistas progresivas
Teoría básica
  • Relación fundamental de ondas: v = fλ.
  • Una onda estacionaria surge de la interferencia entre una onda incidente y su reflejo, cuando ambas tienen la misma frecuencia y amplitud y viajan en sentidos opuestos.
  • Distancia entre nodos consecutivos (o antinodos consecutivos) de una onda estacionaria: λ/2.
Refuerzo
Libro — Oxford Physics 2023 — Topic C.4 Standing waves and resonance, interferencia onda-reflejo.
Cuadernillo — No aplica en este problema — fórmulas de memoria en NM.
Vídeo — ↗ — «»
Apartado a) — La onda emitida por el altavoz interfiere con su reflejo en la placa metálica, formando una onda estacionaria. En los antinodos la interferencia es constructiva (intensidad máxima); en los nodos, destructiva (intensidad mínima). Al desplazarse, el micrófono atraviesa alternativamente antinodos y nodos, detectando máximos y mínimos regulares.
Apartado b) — La distancia entre mínimos adyacentes es λ/2 = 0,12 m → λ = 0,24 m. f = v/λ = 340/0,24 ≈ 1,4×10³ Hz.