12a OLIMPIADA BOLIVIANA DE FÍSICA

2da Etapa, 3 de Junio de 2007: 2º de Secundaria

SOLUCIÓN

 

 

Parte Conceptual (40%)

 

1.       (10%) ¿La Velocidad del sonido es igual en el aire seco y en el agua? Si es diferente ¿En cual de estos medios la velocidad del sonido es mayor?

 

2.       (10%) Cual es la diferencia entre una onda transversal y una onda longitudinal.

 

3.       (5%) ¿Cual es el intervalo de frecuencias que el oído humano puede detectar o escuchar normalmente?

 

4.       (15%) Demostrar que el área de un paralelogramo de lados  y  es  (Fig.1)

Figura 1

 

Parte Práctica (60%)

 

1.                   (15%) Si una onda de agua vibra 2 veces por segundo y la distancia entre dos crestas es de 1,5 [m]. ¿Cuál es su velocidad?

 

2.       (15%) Hallar el ángulo formado por los vectores:  y .

 

3.       (15%) Imagínese la superficie de separación entre dos regiones, una de vidrio (nv=1,5) y la otra de agua (nA=1,33). Un rayo que se propaga en el vidrio incide sobre la superficie de separación con un ángulo θi=45º y se refracta dentro del agua.¿ Cual es el ángulo de transmisión θt?

 


           

 

 

 

 

 

 

 

             Figura 2

 

 

 

4.       (15%) Si la velocidad de la luz es de 300000 [Km./s] ¿ Cuantos kilómetros recorrerá un rayo de luz en un año?

 

Solución Parte Conceptual

 

1. No, la velocidad en el aire seco a temperatura 0 [ºC] y presión fija es de 300 [m/s]  y en el agua es del orden de 1500 m/s aproximadamente.

 

2. En una onda transversal, las partículas del medio se mueven (vibran) perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. En una longitudinal, las partículas del medio se mueven (vibran) en la misma dirección en que se propaga la onda.

 

3. Normalmente, el oído humano puede detectar tonos que corresponden al intervalo de frecuencias que va de unos 20 Hz a alrededor de 20 [KHz].

 

4.

  Area= h,  Área=Sen θ ,  Area=AB Sen θ  Area=

Solución Parte Práctica

 

1. La frecuencia de la onda es ν=2 [Hz] y su longitud de onda es λ=1,5 [m], entonces la velocidad será:

                                   V=λν=(2Hz)*(1,5m)=3 [m/s]

 

2. El producto escalar de estos vectores es:

3. Aplicando la ley de Snell:

4. la distancia recorrida por la luz es de:

 

d=vt  => d=300000 [Km./s] * 1 año * 365 [d] /1 [año] * 24 [h]/1 [d] * 3600 [s]/ 1[h]

d=9.5*1012 [Km].