Física Básica II
Facultad de Tecnología
FISICA BASICA II TRABAJO PRÁCTICO 2
Fecha de presentación: Día del primer ex amen parcial 1.- La velocidad de una masa de 0.500 kg en un resorte está dada en función función del tiempo por: -1 v(t)=(3.60 cm/s) sen[(4.71 s )t – π /2] Calcule Calcule a) el período, período, b) la amplitud, amplitud, c) la aceleració aceleración n máxima de la masa masa d) la constante constante de fuerza fuerza del resorte resorte y e) Realice un gráfico aceleración vs tiempo (use papel milimetrado para los gráficos) 2.- Un objeto de 7.00 kg cuelga del extremo extremo inferior de un resorte vertical amarrado amarrado a una viga. El objeto se pone a oscilar verticalmente verticalmente con un periodo de 1.60 s. Calcule: a) la constante de fuerza fuerza del resorte. b) la energía cinética máxima c) la energía potencial máxima d) la energía mecánica total e) la energía mecánica para un tiempo cualquiera. 3.- Sobre una pista de de aire horizontal sin sin fricción, un deslizador oscila en el extremo de un resorte ideal, cuya constante de fuerza es 2.50 N/cm. En la figura se muestra la aceleración del deslizador en función del tiempo. Calcule a) la masa del deslizador; b) el desplazamiento máximo del deslizador desde el punto de equilibrio; c) la fuerza máxima que el resorte ejerce sobre el deslizador.
4.- Un bloque de 2.00 kg, que se desliza sin fricción, se conecta a un resorte ideal con k = 300 N/m. En t = 0, el resorte no está estirado ni comprimido y el bloque se mueve en la dirección negativa a 12.0 12.0 m/s. Calcule: a) la amplitud; b) el ángulo de fase. c) Escriba una ecuación para la posición en función del tiempo 5.- Un péndulo simple tiene una masa de 0.250 kg y una una longitud de 1.00 m. Se desplaza a través de un ángulo de 10.0° y luego se libera. ¿Cuáles son a) la rapidez máxima, b) la aceleración angular máxima y c) la fuerza restauradora máxima? 6.- Un péndulo de laboratorio tiene tiene un periodo de exactamente 2.000 segundos; cada oscilación en un sentido sentido 2 tarda 1.000 s. ¿Cuál es la longitud de este péndulo en Austin, Texas, donde g = 9.793 m/s ? Si el péndulo se mueve a París, donde g = 9.809 m/s2, ¿en cuántos milímetros debemos alargar el péndulo? ¿Cuál es la longitud de este péndulo sobre la Luna, donde g =1.62 m/s 2? 7.- Una masa de 100 g cuelga de una cuerda larga y forma un péndulo. La masa se jala una una distancia corta hacia un lado y se suelta desde el reposo. El tiempo de balanceo de un lado a otro se mide cuidadosamente en 2.0 s. Si la masa de 100 g se reemplaza con una masa de 200 g, que luego se jala la misma distancia y se suelta desde el reposo, el tiempo será a) 1.0 s, b) 1.41 s, c) 2.0 s, d) 2.82 s, e) 4.0 s. Ing. Nelson O. Quispe M.
Física Básica II
Facultad de Tecnología
8.- Elabore una gráfica energía vs desplazamiento para un resorte horizontal, cuya constante sea 95 N/m y que tenga una masa de 55 g en su extremo. Suponga que el resorte empezó con una amplitud inicial de 2.0 cm. Ignore la masa del resorte y cualquier fricción con la superficie horizontal. Utilice su gráfica para estimar a) la energía potencial, b) la energía cinética y c) la rapidez de la masa, para x = 1.5 cm. 9.- Un péndulo vibra 32 veces en exactamente 50 s. ¿Cuáles son a) su periodo y b) su frecuencia? 10.- Un péndulo simple tiene 0.30 m de largo. En t = 0 se suelta desde el reposo iniciando con un ángulo de 13°. Ignorando la fricción, ¿cuál será la posición angular del péndulo en a) t = 0.35 s, b) t = 3.45 s, y c) t = 6.00 s? 11.- Un bloque de 0.835 kg oscila en el extremo de un resorte cuya constante de resorte es k = 41.0 N/m. La masa se mueve en un fluido que ofrece una fuerza de resistencia F= - bv, donde b = 0.662 N·s/m. a) ¿Cuál es el periodo del movimiento? b) ¿Cuál es el decremento fraccional en amplitud por ciclo? c) Escriba el desplazamiento en función del tiempo, si en t = 0, x = 0, y en t = 1.00 s, x = 0.120 m. 12.- Una vara de un metro cuelga de su centro de un alambre delgado. Se gira y oscila con un periodo de 5.0 s. La vara se recorta a una longitud de 70.0 cm. Esta pieza de nuevo se equilibra en su centro y se pone a oscilar. ¿Con qué periodo oscilará ahora?
13- Un disco de madera contrachapada con radio de 20.0 cm y masa de 2.20 kg tiene un pequeño agujero taladrado a través de él, a 2.00 cm de su borde. El disco cuelga de la pared por medio de un pasador metálico que pasa a través del agujero y se usa como un péndulo. ¿Cuál es el periodo de este péndulo para oscilaciones pequeñas?
Ing. Nelson O. Quispe M.
Física Básica II
Facultad de Tecnología
14.- Un latón tiene un módulo de elasticidad E = 120·109 N/m2 y un límite elástico de 250·106 N/m2. Si disponemos de una varilla de dicho material de 10mm 2 de sección y 100 mm de longitud, de la que suspendemos verticalmente una carga en su extremo de 1500 N, se pide: a) ¿Recuperará el alambre su longitud primitiva si se retira la carga? b) ¿Cuál será el alargamiento unitario y total en estas condiciones? c) ¿Qué diámetro mínimo habrá de tener una barra de este material para que sometida a una carga de 8.104 N no experimente deformación permanente.
15.- Una pieza de 300 mm de longitud tiene que soportar una carga de 5000 N sin experimentar deformación plástica. Elija el material más adecuado entre los tres propuestos para que la pieza tenga un peso mínimo. Material Límite elástico (MPa) Densidad (g/cm 3) Latón 345 8,5 Acero 690 7,9 Aluminio 275 2,7
Ing. Nelson O. Quispe M.