Ejercicio de Ondas mecánicas — UNMSM

La figura muestra un sistema generador de ondas estacionarias en la cuerda. La cuerda, de masa 1,2 g y longitud L = 120 cm, está unida al vibrador y al portapesas de masa M. Si se aplica una frecuencia de 60 Hz mediante el generador de ondas, determine la magnitud de la tensión que experimenta la cuerda unida al portapesas.

Ver solución paso a paso

Considerando que la onda estacionaria observada corresponde al tercer armónico (n = 3), se calcula la longitud de onda: $\lambda = \dfrac{2L}{n} = \dfrac{2(1{,}2)}{3} = 0{,}8$ m.
Se calcula la rapidez de la onda en la cuerda usando la frecuencia dada: $v = \lambda \cdot f = 0{,}8 \times 60 = 48$ m/s.
Se aplica la relación entre la rapidez de una onda en una cuerda y su tensión: $v = \sqrt{\dfrac{F}{\mu}} \;\Rightarrow\; F = v^2\cdot \mu$ , donde $\mu$ es la densidad lineal de masa de la cuerda: $\mu = \dfrac{1{,}2\times10^{-3}\text{ kg}}{1{,}2\text{ m}} = 1\times10^{-3}$ kg/m.
Se calcula la tensión: $F = (48)^2\times(1\times10^{-3}) = 2{,}3$ N.

Respuesta: A

Ejercicio de Física — UNMSM