Este documento presenta 5 problemas de física relacionados con ondas y luz. El primer problema trata sobre el nivel de intensidad sonora a cierta distancia de un emisor y la energía que atraviesa un receptor. El segundo problema involucra la frecuencia fundamental de una cuerda de guitarra y la longitud de onda del sonido. El tercer problema cubre la naturaleza dual de la luz y la energía de un fotón visible. El cuarto problema explica la síntesis aditiva de colores y la interpretación de un gráfico sobre la iluminación de

1. Borrador examen categoría C, diciembre de 2012
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Un emisor de sonido puro se caracteriza por una potencia media de 12 W, y emite ondas sonoras esféricas en el aire.
a) Determina el valor del nivel de intensidad (β) sonora a 5,0 m del emisor. ¿Es audible por un oído medio ubicado a esa
distancia? Explícate.
b) Se ubica a esa distancia a un pequeño receptor, de forma frontal al movimiento de la onda, cuya área es 4,0 cm2
. ¿cuánta
energía lo atraviesa en 10 segundos?
2: ++++++++++++++++++++++++++++++++++
Si se pulsa una cuerda de guitarra, se genera una onda en la cuerda que luego se transmite al aire cercano (sonido). Si se pulsa la
primera cuerda “al aire” se genera una onda cuya frecuencia fundamental es f = 330 Hz.
a) Construye un bosquejo de un posible Espectro de frecuencias para el sonido emitido, y explícalo.
b) Calcula la longitud de onda del sonido propagándose en el aire.
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a) La luz tiene un comportamiento dual. ¿Qué significa? ¿Cuáles han sido algunas posturas históricas sobre el particular?
b) ¿Cuál es, aproximadamente, el valor de energía más grande que puede portar un fotón “de luz visible”?
4: +++++++++++++++++++++++++++++++++++
a) Indica, sobre síntesis aditiva: en qué consiste, cuáles son los colores primarios y secundarios, en qué dispositivos
se utiliza comúnmente.
b) El gráfico adjunto muestra el bosquejo del
comportamiento de una sustancia que es iluminada
con “luz solar”.
i. Interpreta el gráfico, anotando en palabras lo
que muestra.
ii. Indica de qué color lo observa un ojo humano
normal.
iii. Explica porqué.
Complemento para libres
5: +++++++++++++++++++++++++++++++++++
Un tubo angosto, cuya longitud (L) se puede cambiar, contiene aire. Está abierto en un extremo y cerrado en el otro. Se ubica en la
cercanía del extremo abierto un diapasón que emite una frecuencia de 440 Hz. Asumamos que la longitud de la columna de aire
comienza en valores pequeños y se va haciendo más grande.
a) ¿Cuál será el valor más pequeño de la longitud (L1) para la cual se escucha un sonido particularmente “fuerte” proveniente
del tubo?
b) Si se continúa aumentando la longitud, ¿cuál será, el valor siguiente de “L2”, para que se escuche un fenómeno similar?
Realiza esquemas claros de ubicación de nodos y antinodos para completar las respuestas
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Datos que pueden ser útiles:
Velocidad del sonido en el aire: v = 340 m/s;
Referencia de intensidades sonoras en el aire: Io= 1,00 x 10-12
W/m².
Constante de Planck: h = 6,63 x 10-34
J.s
Velocidad de la luz en el vacío: c = 3,00 x 108
m/s