Física I

La energía potencial de un objeto limitado a moverse en la dirección X es U(x)=ax⁴+bx², donde a=3.0 J/m⁴ y b=-8 J/m². Determine los puntos de equilibrio y diga si éste es estable o inestable.

Problema de Trabajo y Energía.

Un niño de 40 kg está parado en el extremo de una lancha de 70 kg y 4 m de longitud. El niño observa una tortuga sobre una roca que está al otro extremo de la lancha y comienza a caminar hacia ella para cogerla. Despreciando la fricción entre la lancha y el agua: a) describir el movimiento del sistema niño-lancha; b) ¿podrá atrapar a la tortuga? ¿Dónde estará el niño respecto a la roca cuando alcance el extremo de la lancha? c) ¿podrá coger la tortuga suponiendo que pueda estirarse 1 m fuera del extremo de la lancha?

Problema de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

Un avión de propulsión a chorro que pesa 7000 kg consume 100 kg/s de aire y expulsa los gases a la atmósfera con una velocidad, relativa al avión, de 600 m/s. Si la resistencia total debida al rozamiento con el aire equivale a una fuerza de 2500 kp, calcular el ángulo de elevación α de manera que se mantenga la velocidad constante de 300 m/s.

Problema de Dinámica de los Sistemas de Partículas.

Demostrar que el movimiento sin fricción de una masa m situada en un túnel perforado a través de la Tierra, como se ve en la figura, sería armónico simple. Calcular el período.

Problema de Movimiento Oscilatorio.

Hallar la ecuación del movimiento resultante de una partícula sometida a los desplazamientos:

x₁=3sen(ωt+45^o)

x₂=4sen(ωt+135^o)

Problema de Movimiento Oscilatorio.

Una partícula material de masa m=1 g es capaz de vibrar con una frecuencia propia de 47.8 vibraciones por segundo. Sobre ella actúa una fuerza exterior sinusoidal F=25·10⁴cos400t (en dinas), estando expresado el tiempo t en segundos. a) Calcular la amplitud de las oscilaciones forzadas que realizará la partícula; b) ¿qué otra frecuencia podría tener la fuerza exterior F y producir la misma amplitud de las oscilaciones para dicha masa? Se consideran despreciables las fuerzas de rozamiento.

Problema de Movimiento Oscilatorio.

Con el fin de reparar los paneles solares de un satélite terrestre, de comunicaciones, situado en una órbita geosíncrona (es decir permanece fijo respecto al suelo terrestre) se envía a unos técnicos en un vehículo espacial. Sabiendo que dicho vehículo describe inicialmente una órbita circular, coplanaria y en el mismo sentido que el satélite a 650 km sobre la superficie de la tierra, antes de pasar a la órbita elíptica de transición que le lleve hasta el satélite (ver figura). Determinar. a) El radio R de la órbita que describe el satélite así como su velocidad. b) El incremento de velocidad que deben de proporcionar los motores al vehículo en el punto A para transferirlo a la órbita elíptica de transición, así como el incremento de velocidad en B para acoplarse al satélite. c) El ángulo θ que define la posición del satélite, respecto al punto de encuentro, en el momento que el vehículo pasa a la trayectoria de transición .Masa de la tierra 6·10²⁴ kg ; radio de la tierra 6370 km; constante de Gravitación universal G= 6.67·10^-11 N·m²/kg².

Problema de Gravitación.

¿Cuál habrá de ser el esfuerzo (fuerza por unidad de área) de un hilo estirado de determinado material cuyo módulo de Young es E, con objeto de que la velocidad de las ondas longitudinales sea igual a 10 veces la velocidad de las ondas transversales?

Problema de Movimiento Ondulatorio.

Un coche se acerca en línea recta hacia un observador. Cuando se encuentra a 1 km de distancia de éste toca el cláxon, y el observador percibe un sonido de 704 Hz. En ese mismo instante el coche empieza a frenar con una aceleración de 0.5 m/s ² . Cuando el coche se para el observador ha percibido un aumento de sensación sonora de 20 decibelios respecto a la percibida en el instante inicial. ¿Cuál es la frecuencia real del sonido?

Problema de Movimiento Ondulatorio.

Hallar el valor del coeficiente de Poisson para el cual el volumen de un alambre no varía al alargarse.

Problema de Propiedades Elásticas de los Sólidos.