Problema

Sea un reloj de péndulo (puede tratarse como un péndulo simple) consistente en una esfera de aluminio (ρ=2700 kg/m3) de 5 mm de radio suspendida de una cuerda de 1 m de longitud. Dicho reloj funciona correctamente en un lugar en que la gravedad vale g=9.8 m/s2. Sin embargo, los dueños tienen que trasladarse de ciudad, y al moverlo al nuevo domicilio, de mayor altitud, observan que atrasa 10 s cada día. a) ¿Cuál es el valor de la gravedad en esta ciudad? b) ¿Qué solución propondrías para que el reloj funcionara correctamente? Justifica con unos cálculos tu propuesta. c) A continuación se va a ver cómo afecta la viscosidad del aire al movimiento del péndulo. Consideramos que la fuerza debido a la viscosidad η que actúa sobre una esfera de radio R y velocidad v es igual a F=-6πηRv, y para el aire a 20 oC η=1.78•10-5 kg/ms. ¿Qué tipo de amortiguamiento tendría el péndulo? Escribe la ecuación del movimiento suponiendo que la amplitud inicial es de 2o y que el origen de tiempos se toma cuando la velocidad es nula; d) ¿Cuál es el tiempo necesario para que la amplitud se reduzca un 10% de la inicial?

Problema de Movimiento Oscilatorio. Aparece en la convocatoria de JUL2013.

Se quiere determinar la constante de amortiguamiento de un amortiguador observando la oscilación de un bloque que pende de él en la forma indicada en la figura. Cuando se tira hacia abajo del bloque 75 mm y se suelta desde el reposo se observa que la amplitud de la oscilación resultante disminuye hasta 20 mm en 10 ciclos de oscilación. Determinar: a) el valor de la masa del bloque y de la constante de amortiguamiento,  si la constante del resorte es k=1500 N/m y los 10 ciclos se completan en 8 s; b) la ecuación de la posición en función del tiempo para el movimiento resultante; c) la velocidad del bloque en t=5 s; d) la diferencia de fase entre este instante y el inicial.

Problema de Movimiento Oscilatorio. Aparece en la convocatoria de ENE2018.

Dos focos sonoros accionados en fase por un mismo amplificador están en un plano XY en las posiciones (0, 1) y (0, -1) m. En un punto del plano muy alejado de los focos sonoros se oye una interferencia constructiva a un ángulo de 0.140 rad respecto al eje X y la siguiente se escucha a 0.283 rad respecto a dicho eje. a) ¿Cuál es la longitud de onda de las ondas sonoras procedentes de los focos? b) ¿Cuál es la frecuencia? c) ¿A qué otros ángulos se escucha interferencia constructiva? Determínalos todos. d) ¿Cuál es el ángulo menor para el que se cancelarán completamente las ondas sonoras? Velocidad del sonido: v=340 m/s.

Problema de Interferencias. Aparece en la convocatoria de SEP2000.

Una paracaidista lleva un generador y un detector de ondas para determinar y poder controlar la rapidez del descenso. Cuando está próxima al suelo y cae con la velocidad terminal, su generador emite un tono estacionario cuya frecuencia es 60 veces la frecuencia del sonido fundamental de un alambre de 2 m de longitud y 100 g de masa que está sometido a una tensión de 73.47 kg y tiene sujetos sus extremos. El punto medio del alambre tiene una amplitud de 2 cm. Si el detector de la paracaidista indica 100 pulsaciones/s y ese día el aire estaba a 18 oC y su velocidad era de 2 m/s formando un ángulo de 120o con la dirección de caída, determinar: a) la frecuencia del sonido fundamental del alambre; b) la energía cinética máxima del alambre; c) la velocidad terminal de caída de la paracaidista; d) la frecuencia de las ondas que se reflejan en el suelo. Velocidad del sonido a 10 oC y con viento en calma: 340 m/s.

Problema de Movimiento Ondulatorio. Aparece en la convocatoria de JUN2002.

Los bloques A y B están unidos por una cuerda que pasa por unas poleas y un aro C. Cuando y=1.7 m, el sistema se abandona desde el reposo. Al elevarse el bloque A, choca con el aro con un impacto perfectamente inelástico. Tras el choque, ambos bloques y el aro siguen moviéndose hasta detenerse e invertir el movimiento. Cuando A y C descienden, C choca con el borde y los bloques A y B siguen moviéndose hasta volver a detenerse. Hallar: a) la tensión en la cuerda inmediatamente después de comenzar el movimiento; b) la velocidad de los bloques y el aro inmediatamente después del choque de A con C; c) la distancia que recorren los bloques y el aro después del choque y hasta detenerse; d) el valor de x al final de un ciclo completo.

Problema de Dinámica de los Sistemas de Partículas. Aparece en la convocatoria de FEB2005.

En un terreno se lanza verticalmente una pelota hacia arriba, con una velocidad inicial de 10 m/s. El viento produce una fuerza horizontal constante sobre la pelota, que es igual a la quinta parte del peso de ésta. Se pide: a) distancia L entre el punto de impacto y el de lanzamiento; b) velocidad de la pelota en el punto más alto de la trayectoria; c) velocidad de la pelota en el momento del impacto; d) ángulo que forma la velocidad en el impacto con la horizontal; e) altura máxima que alcanzará la pelota. Tómese g=10 m/s2.

Problema de Cinemática de la Partícula.