Física II Problemas Unidad 5 Bravo Velazquez Carlos Alberto 08/03/2016
1.- En t 0 un pulso de onda transversal en un alambre se describe por medio de la función
Donde x y y están en metros. Escriba la función yx,t que represente esta onda si ésta viaja en la
dirección x positiva a una rapidez de 4.5 m/ s
2.- Dos pulsos de onda A y B se mueven en direcciones opuestas a lo largo de una cuerda tensada a una rapidez de 2.00 cm/s. La amplitud de A es dos veces la amplitud de B. Los pulsos se muestran en la figura en t 0. Dibuje la forma de la cuerda en t 1, 1.5, 2, 2.5 y 3 s.
3.- Una estación sismográfica recibe ondas S y P de un terremoto con una diferencia de tiempo de 17.3 s. Suponga que las ondas han viajado en la misma trayectoria a rapidez de 4.5 km/s y 7.8 km/s, respectivamente. Encuentre la distancia de la estación sismográfica al epicentro del terremoto.
c) ¿En qué punto las dos ondas siempre se cancelan?
5.- Un péndulo simple se compone de una bola de masa M que cuelga de una cuerda uniforme de masa m y longitud L con M m. Si el periodo de oscilación del péndulo es T, determine la rapidez de una onda transversal en la cuerda cuando el péndulo cuelga en reposo.
6.- Una cuerda ligera de masa m y longitud L tiene sus extremos sujetos a dos paredes que están separadas por una distancia D. Dos objetos, cada uno de masa M, están suspendidos de esta cuerda tal como se muestra en la figura. Si un pulso de onda se envía desde el punto A, ¿cuánto tarda en llegar al punto B?
7.- Para cierta onda transversal la distancia entre dos crestas sucesivas es de 1.20 m y ocho crestas pasan por un punto dado a lo largo de la dirección de propagación cada 12.0s. Calcule la rapidez de la onda .
8.- Una onda transversal que viaja por un alambre tenso tiene una amplitud de 0.200 mm, una frecuencia de 500 Hz y viaja a una rapidez de 196 m/s. a) Escriba una ecuación en unidades mks de la forma onda.
b) La masa por unidad de longitud de este alambre es 4.10 g/m. Calcule la tensión en el alambre.
9.- Una onda bidimensional en el agua se distribuye en frentes de onda circulares. Demuestre que la amplitud A a una distancia r desde la perturbación inicial es proporcional a 1/ r^(1/2). (Sugerencia: Considere que la energía transportada por el rizo se mueve hacia fuera).
10.- Se desea transmitir ondas senoidales de 5.00 cm de amplitud a lo largo de una cuerda que tiene una densidad de masa lineal de 4.00x10 2 kg/m. Si la fuente puede entregar una máxima potencia de 300 W y la cuerda está sometida a una tensión de 100 N ¿cuál es la frecuencia de vibración más alta a la cual puede operar la fuente?
11.- El límite elástico de una pieza de alambre de acero es 2.70x10^8 Pa ¿Cuál es la máxima rapidez a la que pulsos de onda transversales pueden propagarse a lo largo de este alambre sin excederse este esfuerzo? (La densidad del acero es 3 3 7.86x10 kg m).
12.- Una cuerda horizontal puede transmitir una potencia máxima 0 p (sin romperse) si por ella viaja una onda con amplitud A y frecuencia angular . Para aumentar esta potencia máxima, un estudiante dobla la cuerda y usa esta “cuerda doble “como medio. Determine la potencia máxima que se puede transmitir a lo largo de la “cuerda doble”, si supone que la tensión en las dos hebras juntas es la misma que la tensión original en la cuerda individual.
13.- Ondas transversales viajan con una rapidez de 20.0 m/s en una cuerda bajo una tensión de 6.00 N ¿Qué tensiones se requiere para una rapidez de onda de 30.0m/s en la misma cuerda ?
14.- Un alambre de acero de 30.0 m de longitud y un alambre de cobre de 20.0 m de longitud, ambos con 1.00mm diámetro, se conectan extremo con extremo y se estiran a una tensión de 150 N ¿Durante qué intervalo de tiempo una onda transversal viajará toda la longitud de los dos alambres?
