Questions: Encuente el valor de A(ω) / F0 correspondiente a la frecuencia f0.
Una cuerda de una guitarra tiene una masa de 9 g por cada metro, y está sometida a una tensión de 9 N. Una onda de 5 mm de amplitud y 440 Hz de frecuencia se propaga a través de la cuerda.
a Escriba una ecuación que pueda describir esta situación.
b Halle la velocidad de propagación de las ondas en dicha cuerda.
c Calcule la longitud de onda.
d Calcule la potencia promedio que transporta.
e Que valor de frecuencia permite disminuir la potencia promedio a un cuarto y cual es la longitud de onda resultante.
Transcript text: Encuente el valor de $A(\omega) / F_{0}$ correspondiente a la frecuencia $f_{0}$.
Una cuerda de una guitarra tiene una masa de 9 g por cada metro, y está sometida a una tensión de 9 N. Una onda de 5 mm de amplitud y 440 Hz de frecuencia se propaga a través de la cuerda.
a Escriba una ecuación que pueda describir esta situación.
b Halle la velocidad de propagación de las ondas en dicha cuerda.
c Calcule la longitud de onda.
d Calcule la potencia promedio que transporta.
e Que valor de frecuencia permite disminuir la potencia promedio a un cuarto y cual es la longitud de onda resultante.
Solution
Solution Steps
Step 1: Escribir una ecuación que describa la situación
La ecuación de una onda armónica que se propaga en una cuerda puede escribirse como:
y(x,t)=Asin(kx−ωt)
donde:
A es la amplitud de la onda (5 mm = 0.005 m),
k es el número de onda,
ω es la frecuencia angular.
La frecuencia angular ω se relaciona con la frecuencia f mediante:
ω=2πf
Dado que f=440Hz:
ω=2π×440≈2764.6015rad/s
Step 2: Hallar la velocidad de propagación de las ondas en la cuerda
La velocidad de propagación v de una onda en una cuerda se calcula con la fórmula:
v=μT
donde:
T es la tensión de la cuerda (9 N),
μ es la densidad lineal de masa (9 g/m = 0.009 kg/m).
Entonces:
v=0.0099=1000=31.6228m/s
Step 3: Calcular la longitud de onda
La longitud de onda λ se relaciona con la velocidad de propagación v y la frecuencia f mediante:
λ=fv
Dado que v=31.6228m/s y f=440Hz:
λ=44031.6228≈0.0719m