Física ITMNIII2F9
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1. Si una partícula que experimenta un M.A.S. da 20 oscilaciones en 5 s, ¿cuánto es el periodo de oscilación? A) 0,20 s B) 0,25 s C) 0, 0,10 10 s D) 0,04 s E) 1,00 s 2. Un sistema conformado por una una esfera y un resorte se mueven realizando un M.A.S. de tal manera que da 30 oscilaciones en 5s, con ello, el sistema tiene una frecuencia oscilatoria de. A) 60 Hz B) 30 Hz C) 15 Hz D) 6 Hz E) 3 Hz 3.
El comportamiento de una partícula que realiza un M.A.S. se expresa mediante x(t) = 0,5 Sen(0,2πt) t),, en dónde t está est á en segundos y x en metros. Indique la amplitud de la partícula. A) 5 m B) 0,5 cm C) 0,5 m D) 0,5 mm E) 5 cm
4. Un oscilador armónico se mueve según x(t) = 0,1 Sen(πt), en donde t se expresa en segundos y x en metros. Para dicho oscilador, ¿cuál es la frecuencia cíclica que presenta? A) π rad/s B) 2π rad/s C) 5π rad/s D) 10π rad/s E) 50 π rad/s 5. Si un oscilador armónico expresa su movim movimiento iento mediante x(t) = 0,7 Sen(0,2πt)m, determine el periodo de oscilación sabiendo que t se expresa en segundos. A) 2 s B) 5 s C) 0,2 s D) 10 s E) 0,1 s 6. Un bloque de 2 kg, kg, unido a un un resorte de constante K = 200 N/m, oscila con M.A.S. sobre un piso horizontal liso. Determine su periodo. A) 1 s B) π s C) π /3 s D) π /5 s E) π /1 /10 0s 7.
Si una partícula realiza un M.A.S. M.A.S. se encuentra a 2 cm de su posición de equilibrio la velocidad que adquiere y su aceleración son 5 cm/s y 10 cm/ s2, respectivamente. Para tal partícula, calcule la amplitud de sus oscilaciones.
A) 1,00 cm D) 4,00 cm
B) 2,00 cm E) 5,00 cm
C) 3,00 cm
8. Si se cuadruplica la masa de un oscilador armónico su periodo se incrementa en 2 s. ¿Cuánto fue el periodo inicial del oscilador? A) 0,50 s B) 1,00 s C) 2,00 s D) 3,00 s E) 4,00 s 9. La velocidad para todo momento de un oscilador armónico se denota mediante v(t) = 0,4 Cos(4t + π /2) m/s, m/s, en donde t se mide en segundos. segundos. Si la constante del resorte que forfo rma parte del oscilador es K = 160 N/m, calcule la cantidad de masa de la partícula del oscilador. A) 2 kg B) 4 kg C) 8 kg D) 10 kg E) 0,5 kg 10. Si la aceleración de un oscilador armónico compuesto por un resorte de constante de rigidez K y un bloque de masa 2 kg se encuentra denot ado por a(t) = – 0.16 Sen(4t + 2π) m/s2 para cualquier tiempo t expresado en segundos, calcule el valor de K. A) 64 N/m B) 32 N/cm N/cm C) 72 N/m D) 8 N/m E) 32 N/m N I V E L I I
11. Un bloque está sujeto a un resorte y oscila con un M.A.S. con una amplitud de 10 cm. Si la masa del bloque blo que es e s de 0,25 kg y la l a constante de rigidez rigidez del reresorte es de 100 N/m, determine la máxima rapidez del resorte. A) 1 m/s B) 1, 5 m/s m/s C) 2 m/s D) 2,5 m/s E) 3 m/s 12. Un sistema bloque-resor bloque-resorte te oscila con una frecuencia de 50/π Hz. Si el bloque tiene una masa de 0,25 kg, ¿cuánto es la magnitud de la constante de rigidez del resorte para que el sistema describa desc riba un M.A.S.? A) 625 N/m N/m B) 2500 N/m C) 1250 N/m N/m D) 1875 N/m E) 50 N/m
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M.A.S - Péndulo simple
13. Un oscilador efectúa un M.A.S. con un periodo de 0,2 s y una amplitud de 5 cm. Determine la distancia recorrida durante los 4 segundos iniciales, sabiendo que el oscilador parte de la posición de equilibrio. A) 2 m B) 3 m C) 4 m D) 5 m E) 6 m 14. Calcular el periodo de oscilación de una partícula de 5 kg se encuentra unida a un resorte de 500 N/m y oscila en un plano horizontal liso. A) 0,1π s B) 0,2π s C) 0,3π s D) 0,4 π s E) 0,5π s 15. Una partícula oscila armónicamente y a 3 cm de su posición de equilibrio, su velocidad es de 2 m/s y a 2 cm de la posición de equilibrio, la velocidad es de 3 m/s, ¿cuál es la magnitud de la amplitud de las oscilaciones? A) 12 cm B) 13 cm C) 13 cm D) 5 cm E) 0.13 cm
20. Un bloque de 0,50 kg se encuentra en reposo sobre un piso horizontal liso unido a un resorte de K = 50 N/m. Si se le desplaza al bloque 20 cm hacia la derecha de su posición de equilibrio y luego se le suelta, determine la ecuación de la posición en función del tiempo para el sistema bloque-resorte expresado en el sistema internacional de unidades (S.I.). A) x(t) = 0,2 Sen(6t) m B) x(t) = 0,2 Sen(8t) m C) x(t) = 0,2 Sen(10t + π /2) m D) x(t) = 0,2 Cos(5t) m E) x(t) = 0,2 Sen(10t) m 21. Un cuerpo describe un M.A.S. cuya ecuación de movimiento está dada por x(t) = 0,2 Sen(5t + π /3) donde t se expresa en segundos y x en metros. Determine la posición y la velocidad para el instante t = π /5 s. A) ( – 3 )/10 ˆi m; – 0,5ˆi m/s
16. Un oscilador conformado por un resorte y un bloque se encuentra inicialmente descansando en su posición de equilibrio. Luego es desplazado desde su posición de equilibrio 20 cm hacia la derecha. Si después de soltarlo realiza dos oscilaciones en 4 segundos, determine la ecuación de su movimiento. A) x(t) = 0,1 Sen(2t) m B) x(t) = 0,1 Sen(2t + π) m C) x(t) = 0,1 Sen(t + π) m D) x(t) = 0,2 Sen(πt + π /2) m E) x(t) = 0,2 Sen(2πt + π /2) m 17. Una partícula oscila horizontalmente describiendo un M.A.S. y se sabe que la amplitud de oscilación es de 0,1 m. Halle la razón entre la energía cinética y la energía potencial elástica cuando la partícula se encuentre a 5 cm de su posición de equilibrio. A) 1 B) 2 C) 3 D) 4 E) 5 18. Un sistema oscilatorio bloque-resorte tiene una energía mecánica de 1 J, una amplitud de 0,10 m y una rapidez máxima de 1 m/s. Determinar la masa del bloque oscilante. A) 2 kg B) 0,50 kg C) 1,50 kg D) 3 kg E) 2,50 kg 19. ¿Cuánto es la longitud de un péndulo simple que bate segundos? (g = π2 m/s2). A) 1 m B) 2 m C) 4 m D) 6 m E) 8 m
B) – 3 ˆi m; 5ˆi m/s C) –10ˆi m; – 0,5ˆi m/s D) 8ˆi m; 3ˆi m/s E) – 4ˆi m; –2ˆi m/s 22. Un oscilador armónico se encuentra en reposo en la posición x = 0 m sobre una superfcie horizontal lisa. Si lo desplazamos 20 cm hacia la izquierda y luego lo dejamos en libertad, se puede apreciar que desde que se suelta demora 3 π /8 s en pasar por la posición de equilibrio por segunda vez. Para el oscilador con dichas características, determine la ecuación de su movimiento. A) x(t) = 0,2 Sen(4t + 3π /2) m B) x(t) = 0,1 Sen(5t + π) m C) x(t) = 0,2 Sen(4t + π /2) m D) x(t) = 0,1 Sen(10t + 3π /2) m E) x(t) = 0,3 Sen(5t + π /2) m 23. Se tiene un cuerpo que realiza un M.A.S. sobre una superfcie horizontal lisa, cuyo periodo de oscilación es 0,50π s y su amplitud es 10 2 cm. Determine la rapidez que presenta en el instante en el cual su energía cinética es igual a su energía potencial elástica. A) 50 cm/s B) 40 cm/s C) 30 cm/s D) 20 cm/s E) 10 cm/s
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M.A.S Ciencia- Péndulo Histórica -simple Hominización y Prehistoria
24. La ecuació n del movimiento para un osci lador armónico es x (t) = 0.1 Sen(π /2 t + π /2) m en la cual t se expresa en segundos. Determine el menor tiempo que tarda el oscilador armónico en ir de la posición x = + 0.08 m hasta la posición x = – 0.06 m. A) 0,25 s B) 0,50 s C) 1,00 s D) 2,00 s E) 1,25 s
25. Del techo de una habitación se tiene un péndulo simple que realiza 50 oscilaciones en 200 s. Si la mínima separación entre la esfera, que constituye el péndulo y el piso es 30 cm, ¿qué altura tiene la habitación? (g = π2 m/s2) A) 2 m B) 3 m C) 1 m D) 4,3 m E) 4 m
CLAVES 1.
B
2.
9.
D
10. E
11. C
12. B
13. C
14. B
15. B
16. D
17. C
18. A
19. A
20. C
21. A
22. A
23. B
24. C
D
3.
C
4.
A
5.
D
6.
D
7.
C
8.
C
25. D
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