A. Resolucíón de problemas (100%)
1. ¿En qué rangos de longitudes de onda se encuentra el ultrasonido cuando se propaga a través de la piel, sabiendo que en ese medio viaja a una velocidad alrededor de 1,540 m/s?
b. Un médico afirma que el ultrasonido se tarda más en hueso que en piel ¿Estará en lo correcto el médico, sabiendo que la velocidad del sonido en huesos es alrededor de 4,080 m/s?
2. La voz humana puede alcanzar fácilmente una intensidad sonora de 90 dB cuando se emite un grito fuerte y uno lo escucha a 1 m de distancia. Ese nivel sonoro se considera como “incomodo” para quien lo escuche.
D. ¿Saber más?
a. ¿Qué intensidad real se escucha a 1 m de distancia de un grito al que se le miden 90 dB? (Puedes ayudarte observando la tabla de conversión de intensidades a decibeles)
b. ¿Cuánto vale el valor de la potencia disipada por las cuerdas vocales para generar ese grito?
3. El sonido más débil que un humano puede escuchar ronda los 10 dB, como promedio para una persona adulta, aunque esta cantidad dependerá de la condición de cada persona.
Si dicho sonido se escucha a 1 metro de distancia, ¿A qué distancia de la fuente mencionada debe situarse la persona para percibir un sonido de 10 dB de intensidad? Lo
Respuestas
Respuesta:
1. ¿En qué rangos de longitudes de onda se encuentra el ultrasonido cuando se propaga a través de la piel, sabiendo que en ese medio
viaja a una velocidad alrededor de 1,540 m/s?
R/ Los rangos de longitudes de onda cuando viajan a través de la piel son de 1,300 m/s hasta 1,700 ms/s
b. Un médico afirma que el ultrasonido se tarda más en hueso en que piel ¿Estará en lo correcto el médico, sabiendo que la velocidad del sonido en el hueso es alrededor de 4,080 m/s?
R/ En ultrasonido viaja a través del hueso con una velocidad aproximada de 3.500 m/s, mientras que en la piel con una velocidad media de 1.540 m/s por lo tanto en el hueso es más rapido.
Espero que te sirva yo por el momento solo estas dos he resuelto
Resolviendo cada ejercicio de onda, intensidad de sonido y potencia tenemos:
1) a) El rango de onda es (0.00308 mm - 77) mm; b) el médico esta errado.
2) a) La intensidad real es de 10⁻³W/m²; b) La potencia es de 0.0125 W.
3) La persona debe ubicarse a 1 metro de la fuente.
1) Esta actividad se divide en dos partes:
a) Para resolver este problema debemos saber que el rango de ultrasonido viene siendo:
- (20.000 Hz a 500.000.000) Hz
Sabiendo que la velocidad de la onda es de 1540 m/s, buscamos las longitudes de onda:
λ = V/f → formula longitud de onda
λ₁ = (1540 m/s)/(20000 Hz) = 0.077 m = 77 mm
λ₂ = (1540 m/s)/(500000000 Hz) =0.00000308 m = 0.00308 mm
Por tanto, el rango de longitudes de onda viene siendo (0.00308 mm - 77) mm.
b) El médico se encuentra errado, el ultrasonido se tardará más en la piel pues la velocidad del sonido en este medio es menor que en el hueso.
- 1450 m/s < 4080 m/s
2) Esta actividad se divide en dos partes:
a) Procedemos a calcular la intensidad:
dB =10·log(I/10⁻¹²)
90 dB = 10·log(I/10⁻¹²)
10⁹ = I/10⁻¹²
I = 10⁹·10⁻¹²
I = 10⁻³W/m² ; siendo esta la intensidad
b) Procedemos a calcular la potencia:
I = P/4πr² ; donde r = radio o distancia a la fuente
Despejamos la potencia:
P = 4πr²·I
P = 4π(1 m)²·(10⁻³)W/m²
P = 0.0125 W ; siendo esta la potencia.
3) Para resolver este problema no debemos realizar algún cálculo, solamente analizaremos la situación:
- El sonido se escucha a un metro (1 m) de distancia, entonces, la persona debe ubicarse a un metro (1 m), o menos, de la fuente para lograr percibir este sonido. Observemos que el mismo ejercicio nos proporciona la respuesta, solo debemos analizar la situación.
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