UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE EDUCACIÓN A DISTANCIA PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL TALLER 3 FÍSICA 2 Taller: Movimiento oscilatorio Unidad: 4
1. Una partícula que se mueve a lo largo del eje x en movimiento armónico simple parte de su posición de equilibrio, el origen, en t=0 y se mueve a la derecha. La amplitud de su movimiento es de 2cm y la frecuencia de 1,50 Hz. Determine a) la rapidez máxima y el tiempo mas temprano (t > 0) en el que la partícula tiene esta rapidez, b) la aceleración máxima y el tiempo mas temprano (t > 0) en el que la partícula tiene esta aceleración, y c) la distancia total recorrida recorrida entre t=0 y t=1s. 2. Una cuerda de guitarra vibra a una frecuencia de 600Hz. Un punto en su centro se mueve con un MAS con amplitud de 5mm y ángulo de fase 0. a) Escriba una ecuación para la posición del centro de la cuerda en función del tiempo. b) ¿que magnitud máxima tienen la velocidad y la aceleración del centro de la cuerda? c) Un punto en otra cuerda se mueve con 3 veces la amplitud y 1/3 de la frecuencia. ¿Qué magnitud máxima tienen la velocidad y la aceleración de este punto? 3. Un objeto de 0,5kg está en MAS con una amplitud de 0,2m en el extremo de un resorte horizontal. La aceleración máxima del objeto tiene una magnitud de 3m/s 2. Calcule a) la constante de fuerza del resorte, b) la velocidad máxima del objeto, c) por consideraciones de energía la velocidad del objeto cuando se desplaza 0,15m a la izquierda de su posición de equilibrio. 4. Una partícula con una masa de 0,5kg esta unida a un resorte con una constante de fuerza de 50N/m. En el momento en que t=0, la partícula tiene su rapidez máxima de 20 m/s y es móvil a la izquierda. a) Determine la ecuación de movimiento de la partícula y especifique su posición como función del tiempo. b) ¿Donde, en el movimiento la energía potencial, es tres veces la energía cinética? c) Encuentre la longitud de un péndulo simple con el mismo periodo. d) Encuentre el intervalo de tiempo mínimo requerido para que la partícula se mueva de x=0m a x=1m. 5. Un péndulo simple de 0,6m de largo y 0,3gr de masa se mueve 10º a un lado y se suelta. ¿Cuánto tarda la masa del péndulo en alcanzar su rapidez máxima? ¿Cuál es la magnitud de la máxima fuerza que experimenta la masa? ¿Cuál es el valor de energía cinética y potencial cuando la masa se mueve a la mitad de su máxima velocidad? 6. Una masa de 0,5kg se mueve en el extremo de un resorte con K=200N/m, sometido a la acción de una fuerza amortiguadora Fx=-bv). a) si b=9kg/s, ¿Qué frecuencia de oscilación tiene la masa? b) ¿con que valor de b la amortiguación amortiguación será crítica? Taller: Movimiento de ondas Unidad: 5
7.
Unas olas oceánicas cuya distancia de cresta a cresta es de 6m se pueden describir mediante la función 0,75msen( sen(0,5 x − v t ) Donde v = 1 , 5 Dibujar: yx, t ,par ,para t = 0s y t = 3s de onda yx, t = 0,75m
8. Una cuerda ligera, con una masa por unidad de longitud de 8g/m, tiene sus extremos amarrados a dos paredes separadas por una distancia igual a tres cuartos la longitud de la cuerda. Un objeto de masa m se suspende del centro de la cuerda y pone tensión en la cuerda. a) Encuentre una expresión para la rapidez de onda transversal en la cuerda como función de la masa del objeto colgante. b) ¿Cual debe ser la masa del objeto suspendido de la cuerda si la rapidez de onda es de 60m/s?
9. Se van a transmitir unas ondas senoidales de 6cm de amplitud a lo largo de una cuerda que tiene una longitud de 3m y una masa de 120g. Si la fuente puede proporcionar una potencia máxima de 500W y la cuerda soporta una tensión de 120N. ¿Cuál es la frecuencia de vibración más alta a la que puede operar la fuente? ¿Cuál es la aceleración y la rapidez trasversales en t=0.2s para un punto de la cuerda situado en la posición x=1,5m? 10. Un vaquero está de pie sobre suelo horizontal entre dos riscos verticales paralelos. No esta a la mitad entre los riscos. Dispara un tiro y escucha su eco. El segundo eco llega 1,92s después que el primero y 1,47s antes que el tercero. Considere solo el sonido que viaja paralelo al suelo y se refleja de los riscos, así como que la rapidez del sonido es de 340 m/s. ¿Cuál es la distancia entre los riscos? 11. Se adoptó hace poco una ley que reduce el nivel permitido de intensidad sonora de los vendedores ambulantes con megáfono, megáfono, en donde de 95 dB el sonido se debe reducir al 60 dB. Con la nueva ley, ¿qué relación hay entre la nueva intensidad permitida y la intensidad que se permitía antes? 12. Se detona una carga explosiva a un altura de varios kilómetros kilómetros en la atmósfera a una distancia de 500m de la explosión la presión acústica alcanza un máximo de 9N/m 2. Suponiendo que la atmósfera es uniforme en la distancia considerada, ¿Cuál será el nivel de la intensidad del sonido a 3Km. de la explosión? (las ondas sonoras en el aire se absorben a una rapidez de 7dB/Km.)
ING. KEIDY ALVARADO P.
