Una cuerda horizontal tiene 5.00 m de longitud y una masa de 1.45 g. ¿Cual es la tension en la cuerda si la longitud de onda, de una onda de 120 Hz sobre ella es de 60 cm? ¿De que magnitud sera la masa que se debe colgar en uno de sus extremos (a traves de una polea) para darle esa tension?
Respuesta: T: 1.5 N, m: 0.153 kg
Porfavor diganme como hacerlo para llegar a ese resultado, yo lo estuve intentando pero no me salio
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Veamos:
La velocidad de propagación sobre una cuerda tensa es V = raíz[T/u] siendo T la fuerza aplicada a la cuerda y u su densidad lineal de masa.
Por otro lado V = L.f (longitud de onda por frecuencia)
Igualando: L.f = raíz[T/u];
u = 0,00145 kg / 5,00 m = 0,000029 kg/m; despejamos T
T = (L.f)^2.u = (0,60 m , 120 /s)^2 . 0,00029 kg/m = 1,5 N
Si la tensión la suministra una masa que cuelga: m = T/g = 1,5 N / 9,80 m/s^2 = 0,153 kg
Espero que te sirva. Saludos.
Tenemos que
v = √(T/μ)
v = velocidad de propagación de la onda
T = tensión de la cuerda
μ = densidad lineal de la cuerda
debemos despejar T
v^2 = T/μ
μ . v^2 = T
por un lado la densidad lineal corresponde a la masa de la cuerda dividido en el largo de la misma
μ = m/L
y la velocidad de propagación corresponde a la multiplicación entre la longitud de onda que se propaga por ella y su frecuencia
v = λ . f
reemplazamos en la fórmula para calcular la Tensión
m . (λ . f)^2
----------------- = f
.....L
m . λ^2 . f^2
----------------- = T
......L
m = masa de la cuerda = 1,45 gr = 0,00145 kg
λ = longitud de la onda que se propaga por la cuerda = 60 cm = 0,6 m
f = frecuencia de la onda que se propaga por la cuerda = 120 hz
L = largo de la cuerda = 5 m
reemplazamos
0,00145 kg .(0,6m)^2 .(120hz)^2
---------------------------------------------- = T
.............5 m
resolviendo nos da
1,50336 N = T
Si colgamos una masa para producir esta tensión esta acelera hacia abajo con un valor de g
T = m . g
T = tensión de la cuerda
m = masa del cuerpo que se cuelga
g = aceleración de gravedad = 9,8 m/s^2
despejando m
T
-- = m
g
1,50336 N
--------------- = m
9,8 m/s^2
0,1534..kg = m
que velocidad lleva una onda cuya longitud es de 0,60m y su frecuencia 120hz?