Física I

Un pequeño bloque de masa m, unido a una cuerda metálica tensa, descansa sobre una superficie horizontal lisa. Designando por T a la tensión que soporta la cuerda, determinar la frecuencia de las pequeñas oscilaciones del bloque en la dirección perpendicular a la cuerda. Demostrar que la mínima frecuencia se obtiene cuando .

Problema de Movimiento Oscilatorio.

Una partícula está sometida simultáneamente a dos movimientos vibratorios armónicos perpendiculares de la misma amplitud y frecuencia, pero desfasados en 90^o. Demostrar: a) que la trayectoria de la partícula es circular; b) que la velocidad del movimiento resultante es uniforme.

Problema de Movimiento Oscilatorio.

Se cuelga un objeto de 2 kg del extremo inferior de un muelle de masa despreciable. En esas condiciones el muelle se alarga 6 cm. Hacemos oscilar hacia arriba y hacia abajo el extremo superior del muelle con un movimiento armónico simple de 1 mm de amplitud. El factor de calidad del sistema es Q=20. a) ¿Cuál deberá ser la frecuencia de las oscilaciones del extremo superior del muelle para que sea máxima la amplitud de las oscilaciones del objeto? b) ¿Cuánto valdrá dicha amplitud máxima? c) ¿Qué potencia está suministrando la fuerza impulsora? d) Supongamos ahora que la frecuencia de la fuerza impulsora es ω=2ω₀. ¿Cuál será la amplitud de las oscilaciones del objeto suspendido? e) ¿Qué potencia suministra la fuerza impulsora?

Problema de Movimiento Oscilatorio.

La ecuación de una onda transversal que avanza por una cuerda está dada por la ecuación Y=10sen[π(0.01x-2t)] estando x e y en cm y t en segundos. a) Hallar la amplitud, frecuencia, velocidad de fase y la longitud de onda; b) hallar la máxima velocidad transversal de una partícula en la cuerda.

Cuestion de Introducción (Magnitudes y Vectores).

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 fuente sonora emite una frecuencia de 440 Hz y describe una trayectoria circular de 20 cm de diámetro con una velocidad angular constante de 30 rps. Determinar el intervalo de frecuencias que percibirá un observador en reposo situado a 10 m del centro de la trayectoria de la fuente.

Cuestion de Movimiento Ondulatorio.

Una barra homogénea de masa 100 kg está suspendida de tres alambres verticales de la misma longitud y sección situados simétricamente. Determinar la tensión de los alambres, si el del medio es de cobre y los otros dos de acero. El módulo de Young del acero es el doble que el del cobre.

Problema de Propiedades Elásticas de los Sólidos.

Una varilla maciza de latón tiene 20 cm de diámetro y 3 m de longitud. a) calcular la constante de torsión de esta varilla; b) se sujeta firmemente un extremos de la varilla y se aplica un momento de torsión en el otro extremo. ¿Cuál será el ángulo máximo de torsión sin que se produzca deformación permanente en la varilla? Límite elástico por cizalladura para el latón: 13.8·10⁷ N/m²; módulo de rigidez: G=3.8·10¹⁰ N/m².

Problema de Propiedades Elásticas de los Sólidos.

Una cuerda se apoya sobre dos poleas fijas y en sus extremos se colocan los platos con un peso de 30 N cada uno. La cuerda entre las poleas fue cortada y unida a un dinamómetro. ¿Qué muestra el dinamómetro?. Suponiendo que de uno de los platos quitemos un peso de 10 N ¿cuál será el peso que tengamos que añadir al otro para que el dinamómetro siga marcando la misma fuerza que tenía inicialmente? Despreciar el rozamiento, las masas de los platos, cuerda y poleas.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.

Una partícula de masa m está suspendida de una cuerda de longitud L y se mueve con celeridad constante describiendo una circunferencia horizontal de radio r como se indica en la figura. Determinar la tensión de la cuerda y la velocidad de la partícula.

Cuestion de Dinámica de la Partícula.