Page 317 - Física Tippens: Conceptos y Aplicaciones, Séptima Edición Revisada

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14.8. Una masa adicional de 400 kg se añade a la masa recha una distancia de 4 cm y luego se suelta. Tres
inicial de 200 g del problema 14.7. ¿Cuál será el segundos después regresa al punto de partida. ¿Cuál
incremento del desplazamiento hacia abajo? es su frecuencia y cuál es su rapidez máxima?
14.9. Una masa de 1.5 kg oscila en el extremo de un resorte Resp. 0.333 Hz, 8.38 cm/s
con MAS. La amplitud de la vibración es de 0.15 m 14.18. En el problema 14.17, ¿cuáles son la posición y la
y la constante del resorte es de 80 N/m. ¿Cuáles velocidad 2.55 s después de soltar el bloque?
son la magnitud y la dirección de la aceleración *14.19. Una masa unida al extremo de un resorte oscila ha­
y de la fuerza sobre la masa se ubica en los des­ cia arriba y hacia abajo con una frecuencia de 0.600
plazamientos siguientes: (a) 0.15 m, (b) —0.09 m, Hz y una amplitud de 5 cm. ¿Cuál será su desplaza­
y (c) +0.05 m? miento 2.56 s luego de soltar desde A = +5 cm?
Resp. (a) —8 m/s2, — 12 N; (b) +4.8 m/s2, Resp. —4.87 cm
+ 7.2 N; (c) -2.67 m/s2, - 4 N *14.20. Un objeto vibra con MAS de amplitud igual a 6 cm
14.10. Un resorte ligero y un bloque de 0.65 kg se hallan y frecuencia de 0.490 Hz. En t = 0, el desplaza­
en una superficie horizontal sin fricción. El resorte miento es x = +6 cm. ¿En qué instante posterior su
se comprime una distancia de 6 cm y se suelta para desplazamiento primero será x = +2 cm?
que vibre con MAS. Si la constante del resorte es de 14.21. Demuestre que la velocidad de un objeto en MAS
9 N/m, ¿cuál es la aceleración inicial del bloque y puede escribirse como una función de su amplitud y
cuál es la fuerza inicial sobre el bloque? desplazamiento

Sección 14.3. Trabajo y energía en el movimiento v = ± 2 tr/V A 2 - x2
armónico simple
*14.22. Use la relación derivada en el problema 14.21 para
14.11. Se comprime un resorte una distancia de 4 cm. Si comprobar las respuestas obtenidas para la posición
su constate es de 200 N/m. ¿cuánto trabajo realiza y la velocidad en el problema 14.18.
la fuerza de compresión? ¿Cuál es la energía poten­ 14.23. Una masa que vibra a una frecuencia de 0.5 Hz tiene
cial? Resp. 0.16 J, 0.16 J una velocidad e 5 cm/s cuando pasa por el centro de
14.12. Una pistola de juguete funciona empujando una oscilación. ¿Cuáles serán la amplitud y el periodo
bola de plástico contra un resorte, al que se compri­ de oscilación? Resp. 1.59 cm, 2 s.
me una distancia de 8 cm. La constante del resorte *14.24. Un cuerpo vibra con una frecuencia de 8 Hz y una
es de 400 N/m. Si se suelta la bola, ¿cuál será la ve­ amplitud de 5 cm. ¿En qué instante después de que
locidad cuando se aparta del extremo del resorte? se le suelta de x = +5 su velocidad será igual a
14.13. Una masa de 0.5 kg está unida a un resorte ligero +2.00 m/s?
cuya constante es de 25 N/m. La masa es despla­
Sección 14.6. La aceleración en el movimiento
zada una distancia de 6 cm y luego se le suelta para
armónico simple
que oscile con MAS sobre una superficie horizontal
sin fricción, (a) ¿Cuál es la energía total del siste­ 14.25. Una masa de 400 g está unida a un resorte y hace
que éste se alargue hasta una distancia vertical de
ma? (b) ¿Cuál es la velocidad máxima? (c) ¿Cuál es
la aceleración máxima? 2 cm. A continuación, se tira de la masa hacia aba­
Resp. (a) 45 mJ, (b) 0.424 m/s, (c) 3 m/s2 jo hasta una distancia de 4 cm y se suelta para que
14.14. Se tienen las mismas condiciones del problema vibre con MAS como se muestra en la figura 14.13.
14.13. ¿Cuál será la velocidad de una masa de 0.5 ¿Cuál es la constante del resorte? ¿Cuáles son la
kg cuando su posición es x = +5 cm y cuál será su
velocidad cuando x = — 3 cm?
Sección 14.5 Velocidad en el movimiento
armónico simple
14.15. Un cuerpo vibra con una frecuencia de 1.4 Hz y una
amplitud de 4 cm. ¿Cuál es la velocidad máxima?
¿Cuál es su posición cuando la velocidad es cero?
Resp. ±0.351 m/s, x = ± 4 cm
14.16. Un objeto oscila con una frecuencia de 5 Hz y una
amplitud de 6 cm. ¿Cuál es la velocidad máxima?
14.17. Un bloque liso colocado sobre una superficie sin fric­
ción está unido a un resorte, del que se tira a la de- Figura 14.13

298 Capítulo 14 Resumen y repaso