PAU Física 2011 · Juny · Sèrie 4 · Exercici 4 (Opció A)

P4) Els grills perceben sons de freqüència d’entre 20Hz i 100kHz i els saltamartins perceben sons d’entre 15Hz i 35kHz de freqüència. Les balenes blanques emeten sons de 20Hz. Si el so de la balena arriba a la superfície amb un angle de 60° res- pecte de la normal, calculeu: a) L’angle amb què sortirà el so de la balena a l’aire. Podran sentir aquest so els grills i els saltamartins que són arran de la costa? I dalt d’un penya-segat? b) La longitud d’ona, dins i fora de l’aigua, del so produït per la balena. DADES: vso a l’aire=340m/s; vso a l’aigua=1500m/s.

P4) a) Llei de la refracció: sin φ1 = v1 [0,4] sin φ2 v2 Prenem l’aigua com a medi 1 i l’aire com a medi 2 ⇒φ1 = 60o; v1 = 1500m/s; v2 = 340m/s Anem a trobar amb quin angle sortirà el so de l’aigua: v2 sin φ1 = 11, 320 [0,4] φ2 = arcsin v1 Per tant els grills i les llagostes podran sentir el so de les balenes, sempre que siguin molt properes a la costa i dalt d’un penya-segat, ja que el so surt amb un angle molt petit respecte la vertical i per tant amb una trajectòria molt vertical. [0.2] b) La freqüència no varia al passar d’un medi a un altre. [0.25] La velocitat d’una ona ve donada per l’expressió: v = λ ν [0.25] Dins de l’aigua: λ = v ν = 1500 = 75 m [0,25] A l’aire: λ = v ν = 340 = 17 m que correpon a la longitud d’ona a la que rebran el so. [0.25]