Física I

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.

En un material sólido isótropo comparar las velocidades de propagación de ondas transversales y longitudinales.

Cuestion de Movimiento Ondulatorio.

Defina los siguientes conceptos físicos: i) onda; ii) función de onda; iii) velocidad de ondas; iv) frente de ondas.

Cuestion de Movimiento Ondulatorio.

Dada la ecuación de onda en una cuerda:

ξ=0.03sen(3x-2t)

donde ξ y x están en metros y t en segundos contestar lo siguiente: a) ¿cuál es la ecuación de la velocidad de oscilación de las partículas de la cuerda? ¿Cuál es la velocidad máxima de oscilación y la aceleración máxima? b) ¿cuál es la velocidad de propagación de la onda?

Cuestion de Movimiento Ondulatorio.

Una barra rígida de 2 m de longitud y 40 kg de masa está sujeta por dos hilos de cobre de la misma longitud, l=3 m, y de diámetros d₁=1 mm y d₂=2 mm, como se muestra en la figura. a) Determinar los incrementos de longitud de cada hilo (módulo de Young del cobre E_Cu=6·10¹⁰ N/m²). b) El hilo de menor diámetro se reemplaza por otro formado por dos materiales, cada uno de longitud 1.5 m. La primera mitad sigue siendo de cobre, y la segunda mitad del hilo se ha sustituido por una aleación de hierro, ambos con el mismo diámetro d₁=1 mm. Con la misma disposición de hilos que en el apartado a), se observa que el incremento de longitud del hilo más fino (el formado por la unión del cobre más la aleación de hierro) es el doble que el incremento de longitud del hilo más grueso (sólo de cobre). Determinar el módulo de Young de la aleación de hierro. c) A continuación se monta cada hilo de la situación b) por separado y se tensan con sendos pesos de 80 kg. Se producen perturbaciones en ambos hilos generando ondas transversales estacionarias en los hilos. Si las densidades de los dos materiales son ρ_Cu=3000 kg/m³ y ρ_aleación=8330 kg/m³, determinar la frecuencia de vibración más baja de las ondas transversales producidas en cada hilo, de modo que el punto de unión entre los dos materiales sea un nodo; d) determinar el número de nodos que se producen en cada hilo y las posiciones exactas de los mismos. Se puede considerar despreciable el peso de los hilos.

Problema de Movimiento Ondulatorio. Aparece en la convocatoria de SEP2003.

Un ascensor de 2500 kg está sostenido por cuatro cables de acero trenzado, cada uno de los cuales tiene una sección recta eficaz de 1.2 cm². Calcular la máxima aceleración hacia arriba que puede darse al ascensor si el esfuerzo en cada cable no puede exceder el 35% del correspondiente al límite elástico. Límite elástico del acero: 25·10⁷ N/m²

Problema de Propiedades Elásticas de los Sólidos.

Una varilla uniforme de longitud l y masa m está suspendida por su punto medio de un alambre de longitud L. El momento resistente del alambre es proporcional al ángulo de torsión q e igual a , donde J es el momento polar de la sección recta del alambre y G es el módulo de cizalladura. Encontrar la expresión del período T de oscilación de la barra cuando realiza un movimiento de rotación en torno al eje del alambre.

Problema de Propiedades Elásticas de los Sólidos.

Representar y explicar el diagrama esfuerzo-deformación unitaria para los distintos tipos de materiales.

Cuestion de Propiedades Elásticas de los Sólidos.

El disco circular de la figura tiene una masa de 68 kg una vez practicado el orificio de 15.2 cm de diámetro. Se suelta el disco partiendo del reposo sobre una superficie horizontal en la posición indicada. Admitiendo que el disco rueda sin deslizar, hallar: a) la fuerza de rozamiento entre el suelo y el disco un instante después de soltar éste; b) la máxima velocidad angular alcanzada por el disco durante su movimiento; c) la fuerza de rozamiento en la situación b).

Problema de Dinámica del Sólido Rígido.

El plato de un tocadiscos está girando libremente a 33 rpm. Una pieza de 20 g cae verticalmente y se adhiere al plato a una distancia de 15 cm de su eje. La velocidad angular por esa causa se reduce a 30 rpm. Calcular el momento de inercia del plato.

Cuestion de Dinámica del Sólido Rígido.