Problema

Un extremo de un tubo de goma está fijo a un soporte, el otro extremo pasa por una polea situada a 5 m del extremo fijo y sostiene una carga de 2 kg. La masa del tubo entre el extremo fijo y la polea es 0.6 kg. a) Hallar la velocidad de propagación de las ondas transversales a lo largo del tubo. Una onda armónica de amplitud 0.1 cm y λ=0.3 m se propaga a lo largo del tubo. b) Hallar la velocidad transversal máxima de cualquier punto del tubo; c) Escribir la ecuación de la onda; d) Determinar el promedio de la rapidez con que fluye la energía a través de cualquier sección transversal del tubo.

Problema de Movimiento Ondulatorio.

Una sirena que emite un sonido de frecuencia de 10³ Hz se mueve sobre una circunferencia de 0.5 m de radio con una velocidad angular constante de 10 rad/s. Determinar las frecuencias máxima y mínima que percibe un observador en reposo situado a una gran distancia del centro de la circunferencia.

Problema de Movimiento Ondulatorio.

Una columna de hormigón armado es comprimida mediante una fuerza F. Calcular la parte de carga que soporta el hierro y la parte que soporta el hormigón sabiendo que el módulo de Young del hormigón es del hierro, y la sección del hierro es de la del hormigón.

Problema de Propiedades Elásticas de los Sólidos.

El eje de transmisión de un automóvil es de acero y mide 1.8 m de longitud por 2.5 m de diámetro. a) ¿Qué ángulo se tuerce uno de sus extremos respecto al otro cuando el eje está transmitiendo una potencia de 30 C. V. a 2400 r.p.m.? b) ¿Qué energía elástica está entonces almacenada en el eje? Módulo de rigidez del acero: G=7.8·10¹⁰ N/m².

Problema de Propiedades Elásticas de los Sólidos.

Dos rayos luminosos paralelos inciden sobre los centros de las caras de un cubo de vidrio de lado l, tal como indica la figura, formando ángulos de incidencia de 45^o. Ambos rayos están situados en un mismo plano, que pasa por el centro del cubo, y se encuentran en el centro de una arista después de sufrir la refracción. Calcular el índice de refracción del vidrio.

Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.

La fuente de luz utilizada para iluminar una doble rendija de Young emite dos longitudes de onda, la más larga de 700 nm. La quinta franja oscura correspondiente a la longitud de onda más grande ocupa la misma posición que la quinta franja brillante (sin contar el máximo central) del patrón de interferencia de la longitud de onda más corta. Determine la longitud de onda de la segunda componente.

Problema de Interferencias.

Sobre una película de vidrio en forma de cuña (índice de refracción 1.5) incide normalmente luz con λ=720 nm. El ángulo de la cuña es α=1.2·10^-4 radianes. Hallar la separación horizontal entre dos franjas oscuras sucesivas. La observación se lleva a cabo por reflexión.

Problema de Interferencias.

Un hilo de aluminio de longitud l₁=60 cm y sección recta de 10^-2 cm² es soldado a un hilo de acero de la misma sección y longitud l₂=86.6 cm. Se fija el hilo así formado sobre la pared y se aplica sobre el extremo libre una tensión de 10 kg. Se producen ondas transversales en el hilo usando una fuente externa de frecuencia variable. a) Calcular la frecuencia más baja para la cual se forman ondas estacionarias de tal forma que la unión de los dos hilos sea un nodo. b) ¿Cuál es el número total de los nodos observados en esta frecuencia excluyendo los dos nodos de los extremos del hilo? ρ_Al=2.6 g/cm³; ρ_Acero=7.8 g/cm^3</SUP.

Problema de Interferencias.

Un haz de rayos X de longitud de onda λ=5·10^-11 m incide sobre una muestra en polvo formada por cristales microscópicos de ClK orientados al azar. El espaciado de la red cristalina es 3.14·10^-10 m. Se coloca una película fotográfica a 0.1 m de la muestra, determinar: a) el radio de los círculos correspondientes a los espectros de primero y segundo orden de los planos que tienen el mismo espaciado que la red. b) el radio de los círculos que resultan de planos que forman un ángulo de 45^o con los del apartado a.

Problema de Difracción.

Para encontrar la distancia focal de una lente divergente se coloca ésta en contacto con una convergente de 10 dioptrías. Un objeto que se encuentra a 30 cm del sistema así formado da una imagen real a 50 cm del mismo. ¿Cuál es la distancia focal de la lente divergente?

Problema de Óptica geométrica.