Ondas Sonoras

Respuesta correcta: C) Son ondas mecánicas y longitudinales, porque las moléculas del medio vibran en la misma dirección en que viaja el sonido.

• A) Son ondas electromagnéticas y transversales, porque el sonido se parece a la luz al viajar por el espacio.Incorrecto. El sonido no es electromagnético ni viaja por el vacío, porque depende de un medio material.
• B) Son ondas mecánicas y transversales, porque las moléculas del aire vibran perpendicularmente a la dirección del sonido.Incorrecto. En los gases el sonido es siempre longitudinal; las ondas mecánicas transversales aparecen en cuerdas y en la superficie del agua.
• C) Son ondas mecánicas y longitudinales, porque las moléculas del medio vibran en la misma dirección en que viaja el sonido.Correcto. El sonido necesita un medio material y en el aire se propaga por zonas de compresión y rarefacción, con las moléculas vibrando paralelamente a su avance.
• D) Son ondas longitudinales y electromagnéticas, porque el estadio tiene muy buena acústica.Incorrecto. Es una combinación imposible: una onda no puede ser a la vez mecánica y electromagnética.

Respuesta correcta: D) Aproximadamente entre 20 Hz y 20.000 Hz.

• A) Aproximadamente entre 200 Hz y 2.000 Hz.Incorrecto. Ese intervalo corresponde a buena parte de la voz humana y no a todo el espectro audible.
• B) Aproximadamente entre 20.000 Hz y 40.000 Hz.Incorrecto. Es la banda de los ultrasonidos, que ningún oído humano puede oír.
• C) Aproximadamente entre 0 Hz y 20 Hz.Incorrecto. Es la banda de los infrasonidos, por debajo del límite inferior de la audición humana.
• D) Aproximadamente entre 20 Hz y 20.000 Hz.Correcto. Es el rango audible humano; por debajo se habla de infrasonidos y por encima de ultrasonidos.

Respuesta correcta: A) La frecuencia, porque las ondas de mayor frecuencia producen tonos más agudos.

• A) La frecuencia, porque las ondas de mayor frecuencia producen tonos más agudos.Correcto. A mayor frecuencia corresponde un tono más agudo y a menor frecuencia un tono más grave.
• B) La amplitud, porque las ondas de mayor amplitud producen sonidos más agudos.Incorrecto. La amplitud determina la intensidad y el volumen del sonido, no su altura tonal.
• C) La rapidez de propagación, porque el sonido agudo viaja más rápido que el grave.Incorrecto. En un mismo medio todas las ondas sonoras viajan con la misma rapidez, unos 343 m/s en el aire.
• D) El timbre, porque un timbre diferente hace que la misma nota se perciba más aguda.Incorrecto. El timbre distingue instrumentos que tocan la misma nota, no notas de distinta altura.

Respuesta correcta: B) El primer sonido es más agudo, porque tiene el doble de frecuencia que el segundo.

• A) El primer sonido es más grave, porque los golpes más frecuentes producen ondas más lentas.Incorrecto. Una frecuencia mayor corresponde a un tono más agudo y no más grave.
• B) El primer sonido es más agudo, porque tiene el doble de frecuencia que el segundo.Correcto. Cuatro golpes por segundo equivalen a 4 Hz y dos golpes a 2 Hz; el doble de frecuencia produce un tono más agudo.
• C) Ambos sonidos tienen igual frecuencia, porque la madera de la mesa no cambia de rigidez al golpearla más rápido.Incorrecto. La frecuencia depende de la rapidez con que se repite la perturbación, y aquí es el doble en un caso que en el otro.
• D) El segundo sonido es más agudo, porque el doble de golpes significa una longitud de onda mayor.Incorrecto. Una longitud de onda mayor corresponde a menor frecuencia y, por tanto, a un tono más grave.

Respuesta correcta: C) 1 s, porque el tiempo es la distancia dividida por la rapidez de propagación.

• A) 4 s, porque el tiempo es la rapidez multiplicada por la distancia recorrida.Incorrecto. En el movimiento uniforme el tiempo se obtiene dividiendo la distancia entre la rapidez, no multiplicando.
• B) 0,5 s, porque la rapidez del sonido se duplica al reducirse la distancia.Incorrecto. La rapidez del sonido en el aire no depende de la distancia recorrida, sino del medio y de la temperatura.
• C) 1 s, porque el tiempo es la distancia dividida por la rapidez de propagación.Correcto. Como 343 m es la mitad de 686 m, con la misma rapidez el tiempo también es la mitad de 2 s, es decir 1 s.
• D) 2 s, porque todo sonido tarda lo mismo en recorrer cualquier distancia en el aire.Incorrecto. El tiempo sí es proporcional a la distancia cuando la rapidez se mantiene constante.

Respuesta correcta: D) La rapidez de una onda mecánica depende de las propiedades del medio, y en los sólidos las moléculas están más unidas que en los gases.

• A) La rapidez del sonido es siempre la misma en cualquier medio, de modo que la diferencia es un error de medición.Incorrecto. La rapidez del sonido es una propiedad del medio y varía de forma notable entre sólidos, líquidos y gases.
• B) El sonido no se propaga en el agua ni en el acero, porque allí no hay aire.Incorrecto. Las ondas mecánicas necesitan un medio material, no necesariamente aire.
• C) La rapidez depende de la frecuencia del sonido, por eso los tonos graves viajan más rápido.Incorrecto. Para un medio dado, la rapidez de propagación es prácticamente la misma para todas las frecuencias sonoras.
• D) La rapidez de una onda mecánica depende de las propiedades del medio, y en los sólidos las moléculas están más unidas que en los gases.Correcto. En el acero, el agua y el aire la rapidez es respectivamente mayor, intermedia y menor, porque cambian la rigidez y la densidad del medio.

Respuesta correcta: A) El efecto Doppler, porque el movimiento de la fuente frente a las ondas modifica la frecuencia que recibe el observador.

• A) El efecto Doppler, porque el movimiento de la fuente frente a las ondas modifica la frecuencia que recibe el observador.Correcto. Cuando la fuente se acerca, las crestas se acumulan y la frecuencia recibida aumenta, con lo cual el tono se percibe más agudo.
• B) La resonancia, porque la sirena entra en equilibrio con la frecuencia natural del vehículo.Incorrecto. La resonancia es un aumento de amplitud por coincidencia de frecuencias, no un cambio de tono al acercarse la fuente.
• C) La reflexión, porque el sonido rebota en las fachadas del andén y vuelve con otra frecuencia.Incorrecto. La reflexión no cambia la frecuencia: el eco conserva la altura del sonido original.
• D) La difracción, porque el sonido se desvía al pasar cerca de los obstáculos del andén.Incorrecto. La difracción desvía la trayectoria de la onda, pero no modifica la frecuencia que el oído percibe.

Respuesta correcta: B) La longitud del tubo, porque el primer armónico tiene un antinodo de presión en cada extremo y un nodo en el centro.

• A) La mitad de la longitud del tubo, porque el centro es un antinodo de presión.Incorrecto. El centro es un nodo de presión en un tubo abierto por ambos extremos, no un antinodo.
• B) La longitud del tubo, porque el primer armónico tiene un antinodo de presión en cada extremo y un nodo en el centro.Correcto. En un tubo abierto por ambos extremos la presión es máxima en los extremos y nula en el centro, de modo que la longitud de onda inicial equivale a la longitud del tubo.
• C) El doble de la longitud del tubo, porque la onda sonora recorre todo el conducto una sola vez.Incorrecto. En un tubo abierto los extremos son antinodos de presión y la longitud de onda del modo fundamental no puede superar la del tubo.
• D) Un cuarto de la longitud del tubo, porque el sonido viaja a la mitad de la rapidez dentro del tubo.Incorrecto. La rapidez dentro del tubo no se reduce a la mitad y el modo fundamental equivale a la longitud completa del tubo.

Respuesta correcta: C) Porque los dos instrumentos producen espectros de armónicos diferentes, es decir contenidos armónicos distintos.

• A) Porque el violín genera un sonido más agudo que el clarinete aunque la nota nominal sea la misma.Incorrecto. Si las frecuencias fundamentales son iguales, la altura nominal es la misma y lo que cambia es el timbre.
• B) Porque la rapidez de propagación del sonido es distinta en la madera y en el metal.Incorrecto. El timbre no proviene de la rapidez de propagación en el aire, sino de la forma del cuerpo y del material del instrumento.
• C) Porque los dos instrumentos producen espectros de armónicos diferentes, es decir contenidos armónicos distintos.Correcto. El timbre depende de qué armónicos están presentes y con qué intensidad relativa, y no solo de la frecuencia fundamental.
• D) Porque la amplitud de la onda es mayor en el clarinete, lo que genera un timbre distinto.Incorrecto. La amplitud se relaciona con el volumen; el timbre depende del contenido de armónicos y del modo de excitación.

Respuesta correcta: D) La energía de la onda se distribuye sobre una superficie mayor al alejarse, de modo que disminuye la intensidad recibida.

• A) El sonido pierde rapidez al recorrer más distancia, de modo que llega a 30 m con menor frecuencia.Incorrecto. Ni la rapidez ni la frecuencia cambian con la distancia; lo único que disminuye es la energía que llega a cada punto.
• B) La longitud de onda se duplica y por eso el sonido se vuelve más grave al alejarse del parlante.Incorrecto. La longitud de onda depende de la frecuencia y del medio, no de la distancia al foco emisor.
• C) El aire absorbe casi toda la energía del sonido antes de los 30 m, de modo que el sonido desaparece.Incorrecto. El aire absorbe muy poca energía; la pérdida con la distancia se debe sobre todo a la dispersión geométrica de la energía.
• D) La energía de la onda se distribuye sobre una superficie mayor al alejarse, de modo que disminuye la intensidad recibida.Correcto. La intensidad disminuye con el cuadrado de la distancia, por eso el nivel de presión sonora baja de forma apreciable al alejarse del foco emisor.

Respuesta correcta: A) Grabar la voz en dos aulas idénticas, una revestida de material absorbente y otra sin revestir, y medir en cada una el tiempo que persiste la reverberación tras un golpe seco.

• A) Grabar la voz en dos aulas idénticas, una revestida de material absorbente y otra sin revestir, y medir en cada una el tiempo que persiste la reverberación tras un golpe seco.Correcto. El montaje mantiene constantes la fuente, el volumen y las dimensiones del espacio, y varía solo el material de las superficies, que es la variable independiente.
• B) Grabar la voz en un aula con material absorbente y después en un parque abierto, y comparar los niveles de presión sonora medidos con un micrófono.Incorrecto. Al cambiar de sala a exterior cambian muchas variables a la vez, entre ellas el volumen del espacio, y no se puede atribuir la diferencia al material.
• C) Medir la reverberación de un aula revestida y luego la de la misma aula después de pintar el piso, sin cambiar nada más.Incorrecto. Se cambia el material del piso y no el de las paredes, que es justamente la variable que la hipótesis propone estudiar.
• D) Pedir a varios estudiantes que hablen al mismo tiempo en un aula vacía y comparar el eco que produce cada uno.Incorrecto. La simultaneidad de las voces no aísla la variable material y además dificulta medir el tiempo de reverberación.

Respuesta correcta: B) Instalar paneles y cortinas de material poroso que absorban la energía de las ondas sonoras reflejadas.

• A) Cubrir las paredes con una superficie dura y muy lisa para que las ondas se reflejen con más fuerza y se oigan por igual en toda la sala.Incorrecto. Una superficie dura y reflectiva aumenta las reflexiones y con ellas el eco, que es justamente lo que se busca reducir.
• B) Instalar paneles y cortinas de material poroso que absorban la energía de las ondas sonoras reflejadas.Correcto. Los materiales porosos convierten parte de la energía acústica en energía térmica, reduciendo las reflexiones que producen el eco.
• C) Aumentar el volumen del parlante para que el sonido original se imponga sobre las reverberaciones de la sala.Incorrecto. Subir el volumen no elimina la energía que se refleja en las paredes y puede hacer incluso más difícil la comprensión del sonido.
• D) Recubrir el piso y el techo con materiales lisos y duros para que el sonido se distribuya de manera uniforme.Incorrecto. Las superficies lisas y duras reflejan en vez de absorber, de modo que las reverberaciones aumentan y el eco se hace más notorio.