Ejercicios de Física 1.- Una rueda de 42 cm de diámetro, consiste en un borde y seis rayos, está hecha de un material plástico rígido y delgado con una densidad lineal de masa de 25 g/cm. Esta rueda se suelta desde el reposo en la cima de una colina de 58 m de altura. a) ¿con qué rapidez rueda cuando llega a la base de la colina? b) ¿cómo cambiaría su respuesta si la densidad lineal de masa y el diámetro de la rueda se aumentaran al doble? 2.- Un cilindro sólido uniforme de masa M y radio 2R descansa en una mesa horizontal. Se ata un cordón mediante un yugo a un eje sin fricción que pasa por el centro del cilindro, de modo que este pueda girar sobre el eje. El cordón pasa por una polea con forma de disco de masa M y radio R, que está montada en un eje eje sin fricción que pasa por su centro. centro. Un bloque bloque de masa M se se suspende del extremo libre del hilo (ver fig.). El hilo no resbala en la polea, y el cilindro rueda sin resbalar sobre la mesa. Si el sistema se libera del reposo, ¿qué aceleración hacia abajo tendrá el bloque?
3.- La puerta de madera sólida de un gimnasio tiene 1 m de ancho y 2 m de altura, bisagras en un lado y una masa total de 35 kg. La puerta, que está abierta y en reposo, es golpeada en su centro por un balón de baloncesto que le aplica una fuerza media de 1500 N durante 8 ms. Calcule la rapidez angular de la puerta después del impacto. 4.- Un ave de 500 g vuela horizontal y distraídamente a 2,25 m/s, cuando cuando de repente viaja directo a una barra vertical estacionaria, golpeándola a 25 cm debajo de la parte superior (ver fig.). La barra es uniforme con longitud de 0,75 m y masa de 1,5 kg, y tiene una bisagra en la base. El choque aturde al ave, de modo que después simplemente cae hacia el suelo (y pronto se recupera para continuar volando felizmente). ¿Cuál es la velocidad angular de la barra, a) justo después que es golpeada golpeada por el ave, y b) cuando el el ave llega al suelo?
5.- La ecuación de cierta onda transversal es y( x, t )
=
⎛ x − t ⎞ ⎝ 28cm 0,036 s ⎟ ⎠
(6,5 mm)cos2π ⎜
determine la a) amplitud, b) longitud de onda, c) frecuencia, d) rapidez de propagación y e) dirección de propagación de la onda. 6.- ¿Con qué tensión debe estirarse una cuerda de 2,5 m de longitud y masa de 0,12 kg para que ondas transversales con frecuencia de 40 Hz tengan una longitud de onda de 0,75 m? 7.- Cuando despega un avión a propulsión, produce un sonido con intensidad de 10 W/m2 a 30 m de distancia. Usted prefiere el tranquilo sonido de la 2
conversación normal, que es de 1 µ W / m . Suponga que el avión se comporta como una fuente puntual de sonido. a) ¿Cuál es la distancia mínima a la pista de aterrizaje a la que usted podría conservar su estado de paz mental? b) ¿Qué intensidad del sonido de los aviones experimenta un amigo suyo, quien vive a una distancia de la pista de aterrizaje que es el doble de la distancia a la que usted vive? c) ¿Qué potencia de sonido produce el avión en el despegue? 8.- Imagine que investiga un informe del aterrizaje de un OVNI en una región despoblada de Nuevo México, y encuentra un objeto extraño que radia ondas sonoras uniformemente en todas direcciones. Suponga que el sonido proviene de una fuente puntual y que puede despreciar las reflexiones. Está caminando lentamente hacia la fuente. Cuando está a 7,5 m de ella, determina que la intensidad es de 0,11 W / m2. Comúnmente, se considera que una intensidad de 1 W / m2 es el “umbral del dolor”. ¿Cuánto más podrá acercarse a la fuente antes de que la intensidad del sonido alcance ese umbral?
