Ejercicios: El sonido

El altavoz del coliseo está a $68\ \text{m}$ de donde tú estás, como se muestra en la figura.

¿Cuánto tarda el sonido en llegar a tus oídos? Dato: el sonido viaja por el aire a $340\ \text{m/s}$.

Durante una tormenta ves el relámpago y cuentas $4\ \text{s}$ hasta que oyes el trueno, como se muestra en la figura.

1. a) ¿A qué distancia de ti está la tormenta? (El sonido viaja a $340\ \text{m/s}$.)
2. b) ¿Por qué puedes despreciar el tiempo que tarda en llegarte la luz del relámpago?

Gritas frente a la pared de una cancha de frontón y oyes el eco $0,5\ \text{s}$ después, como se muestra en la figura.

1. a) Explica qué camino recorrió el sonido desde que salió de tu boca hasta que lo oíste.
2. b) Calcula a qué distancia está la pared. (El sonido viaja a $340\ \text{m/s}$.)

Unos fuegos artificiales estallan a $1700\ \text{m}$ de tu casa. ¿Cuánto tardas en oír el estampido desde que ves el destello? (El sonido viaja a $340\ \text{m/s}$.)

El sonido viaja por el agua del mar a unos $1500\ \text{m/s}$. Dos delfines nadan separados por $3\ \text{km}$.

1. a) ¿Cuánto tarda el sonido de uno en llegar al otro por el agua?
2. b) ¿Cuánto tardaría en recorrer esa misma distancia por el aire? (En el aire viaja a $340\ \text{m/s}$; expresa el resultado con un decimal.)
3. c) ¿En cuál de los dos medios se propaga más rápido el sonido?

Un guía de montaña grita hacia la pared de un desfiladero que se encuentra a $170\ \text{m}$.

1. a) ¿Qué distancia total recorre el sonido desde que grita hasta que oye el eco?
2. b) ¿Cuánto tiempo tardará en oír el eco? (El sonido viaja a $340\ \text{m/s}$.)

Un excursionista grita frente a una pared rocosa lejana y oye el eco $3\ \text{s}$ después.

1. a) ¿A qué distancia está la pared? (El sonido viaja a $340\ \text{m/s}$.)
2. b) Camina $170\ \text{m}$ hacia la pared y vuelve a gritar: ¿cuánto tarda ahora el eco?
3. c) Explica por qué el tiempo se ha reducido en la misma proporción que la distancia.

Existe una regla práctica para las tormentas: «cada $3\ \text{s}$ entre el relámpago y el trueno, $1\ \text{km}$ de distancia».

1. a) Comprueba la regla calculando qué distancia recorre el sonido en $3\ \text{s}$ ($v_{\text{sonido}} = 340\ \text{m/s}$).
2. b) ¿Qué error comete la regla, en metros y en porcentaje? ¿Te parece aceptable para el uso cotidiano?
3. c) La regla supone que la luz llega al instante: calcula cuánto tarda en realidad la luz del relámpago en recorrer $1\ \text{km}$ ($c = 3\cdot10^{8}\ \text{m/s}$) y justifica si la suposición es razonable.

Dos alumnos quieren medir la velocidad del sonido al aire libre. Se colocan a $255\ \text{m}$ el uno del otro: uno golpea un bombo y el otro cronometra $0,75\ \text{s}$ desde que ve el golpe hasta que oye el sonido.

1. a) Calcula la velocidad del sonido que obtienen.
2. b) ¿Por qué el segundo alumno arranca el cronómetro al ver el golpe y no necesita saber el instante exacto en que se produjo?
3. c) Indica dos fuentes de error de esta medida y una forma de mejorar el experimento.