Scheda di esercizi di Onde, suono e ottica con soluzioni

L’intensità sonora vicino a un concerto rock è 4 × 10⁻¹ W/m². Trova il livello di intensità sonora β in decibel.

Una corda di lunghezza 1 m e massa 10 g è tesa con una tensione di 100 N. Trova la velocità v delle onde trasversali su di essa.

La luce all’interno di un blocco trasparente viene totalmente riflessa sulla superficie di separazione con acqua (n = 1,33) per ogni angolo di incidenza superiore a 30°. Trova l’indice di rifrazione n₁ del blocco.

Un oggetto si trova a 60 cm davanti a una lente sottile convergente con distanza focale di 20 cm. Trova la distanza dell’immagine d_i. Usa la convenzione dei segni 1/f = 1/d_o + 1/d_i (f < 0 per una lente divergente, d_i < 0 per un’immagine virtuale).

Due lenti sottili hanno lo stesso asse, a 40 cm di distanza: la lente 1 con f₁ = 15 cm e la lente 2 con f₂ = 8 cm. Un oggetto si trova a 12 cm davanti alla lente 1. Trova la posizione d_i2 dell’immagine finale misurata dalla lente 2 (positiva oltre la lente 2, convenzione reale = positivo).

Un sensore fermo invia ultrasuoni di 20 kHz verso un’auto che si avvicina a 30 m/s e miscela l’eco con il segnale emesso. Trova la frequenza di battimento f_b (velocità del suono 343 m/s).