P2 Final Clasificatoria Uruguay 2023

[Bascou]

La ballena azul.
Desde el interior de un submarino de exploración de la fauna marina se intenta ubicar una ballena azul
mediante el sonido que ella emite. Se supone que la ballena está suficientemente lejos como para considerar
que las ondas acústicas que llegan al submarino sean planas. Con un micrófono altamente direccional se
registra el sonido de la ballena bajo un ángulo α=80o con la pared del submarino. La velocidad del sonido en
el agua del mar es de 1500 m/s y en el aire del interior del submarino es de 340 m/s.
a) Determine bajo qué ángulo β con la pared se halla la ballena.
b) La frecuencia central del sonido emitido por esta ballena azul en particular es de 40,0 Hz. El
submarino está en reposo y la ballena se está alejando en la misma dirección en la que llega el
sonido. Entonces la frecuencia central registrada por el micrófono es de 39,6 Hz. Calcule la
velocidad a la que se aleja.

[Richard R Richard]

Hola Bascou , bienvenido al foro!!! he visto que posteaste varios problemas de diversos temas, podríamos intentar resolverlos, pero es mejor si nos indicas en cada caso que es lo que has intentado y que es lo que no sabes, para guiarte a resolver ese y otros problemas.

[Bascou]

Hola, gracias. La verdad no tengo idea de como resolver estos problemas, este específicamente me genera la duda de si la onda se refracta ighual que la luz, es decir, siguiendo la Ley de Snell. Si es asi el angulo se saca bastante facil sabiendo que el indice del agua es 1.33 y el del aire es 1. Para la parte b no se que hacer con la informacion.

[Richard R Richard]

Hola, la refracción es un fenomeno producido por ondas, sean electromagneticas como la luz o mecanicas como el sonido, tiene toda la pinta de que debes aplicar la ley de Snell , la frecuencia en un cambio de medio siempre se conserva, y la ley de snell la tienes que evsaluar como

$\dfrac{\sin \theta_i}{\sin\theta_f}=\dfrac {\lambda_i}{\lambda_f}$ recuerda que $\lambda=\dfrac{V_{\text{sonido en el medio}}}{frecuencia}$


para la segunda parte tienes que aplicar las ecuaciones del efecto Doppler https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Doppler

cuando te dice que se aleja significa que debes usar la formula que te permite calcular la velocidad cuando la fuente del sonido se aleja. Sera valida cuando la velocidad del medio(agua) respecto del submarino es nula, y cuando la velocidad del emisor es la relativa al medio.


$\lambda =\dfrac{v}{f} ;$
$\lambda'=\lambda+\Delta \lambda$

$f' =\dfrac{v_o}{\lambda'}=<br /> f(\dfrac{v_o}{v_o+v_f})=<br /> f(\dfrac{1}{1+\frac{v_f}{v_o}})$

Usa esta última para despejar la velocidad de la fuente $v_f$

[Bascou]

Muchas gracias.