Problemas de la
velocidad del sonido

 

 

 

 

 

 

Ejemplo. ¿Cuál es la velocidad del sonido en el aire cuando la temperatura en el ambiente es de 31°C?

Datos                                 Planteamiento                                    Sustitución

T = 31  ºC          V = 331 m/s +(0.6  m/s ºC)(T ºC)         V =331m/s  +  0.6  m/s ºC(31 ºC).

                                                                                                              V =  349.6 m/s

                                                          

Ejemplo. A una distancia de 6 Km. De una persona ocurre una explosión. ¿Cuánto tiempo después de ocurrida ésta, la oiría la persona, considerando la temperatura ambiente de 14°C.

Datos                                  Planteamiento                                        Sustitución

T = 14 ºC             V =331 m/s+(0.6  m/s ºC)(T ºC)        V = 331 m/s  + 0.6  m/s ºC ( 14  ºC )

d = 6km = 6000 m                                                                           V= 339.4 m/s

                                                                                            = 6000 = 17.678 seg.

 

Ejemplo. La velocidad de las ondas longitudinales en una varilla de metal es de 6000 m/s. ¿Cuál es el módulo de Young del material de la varilla  si la densidad es de 8200 Kg/m3

Datos                                  Planteamiento                                        Sustitución

V = 6000 m/s                                                     Y = ( 8200 kg / m2) ( 6000 m/s )2

r = 8200 kg/m3                       Y =  rV2                            Y = 2.952 x 1011  Joules

 

Ejemplo. ¿Cuál es la velocidad del sonido en el agua si el módulo volumétrico para este líquido es de 2.2X109 N/m2?

Datos                                  Planteamiento                                        Sustitución

Vs  = ?                                                                      

b = 2.2 x 109  N/m2                                                                  V = 1483.23 m/s

                                                                                 

Ejemplo. Calcular la velocidad del sonido del aire en un día en que la temperatura es de 27° y la masa molecular del aire es de 29X10-3  Kg/mol y la constante universal 8.31Joules/mol°K.

        Datos                                    Planteamiento                                        Sustitución

V = ?                                                              

 T = 27 ºC = 300 ºK                                                                     V = 347.2 m/s

M = 29 x 10-3 kg/mol         V =331 m/s + 0.6 m/s (TºC)     V = 331 m/s  +  0.6 m/s (27 ºC)

R = 8.31 Joules/ mol ºK                                                               V = 346.70 m/s

                                                                                 

   Ejemplo. Calcular la rapidez de las ondas longitudinales en el aire a la temperatura de 0°C y a una presión de 76 cm de columna de Mercurio. La densidad del aire en estas condiciones es de 1.293 Kg/m3    13600kg/m3.

 

Datos                                  Planteamiento                                        Sustitución

T = 0 ºC                                  P =  dgh                      P = (13600 kg/m3 ) (9.8 m/s2) (0.76m) 

                                                                                                  P = 101292.8 N/m2

  Pr = 76cm Hg                                   

r = 1.293 kg/m3                                                                    v = 331.172 m/s