Page 33 - Libro Hipertextos Fisica 2

Tema 2. Energía en los sistemas oscilantes
16 Un cuerpo de masa m está ligado a un resorte y
7 Las masas oscilantes de dos péndulos simples
son de 30 g y 50 g, respectivamente, y la longitud
del hilo del primer péndulo es el doble que la
del hilo del segundo péndulo. ¿Cuál de los dos
péndulos tendrá un período mayor?
8 Un resorte es estirado hasta alcanzar los 2 m y se
pone a vibrar longitudinalmente por un vibra-
dor aplicado en uno de sus extremos. Cuando la
frecuencia de excitación es de 6 Hz, se observan
en el resorte cuatro amplitudes máximas. ¿Cuál
es la velocidad de las ondas de compresión en el
resorte?
9 Un resorte de constante elástica de 120 N/m
oscila entre los puntos A y B separados entre sí
16 cm. Si despreciamos la fricción, ¿cuál es la
energía asociada al sistema?
10 Un cuerpo de 4 kg oscila, apoyado en un plano
horizontal, vinculado a un resorte de 200 N/m.
Todas las fricciones son despreciables. Si la am- 19 Considera un movimiento armónico simple de
plitud es 10 cm, calcula:
a. La máxima energía potencial.
b. La velocidad máxima.
c. La aceleración máxima. 20 A una partícula de masa 0,5 kg se le asocia una
11 Un cuerpo de masa 1.000 kg oscila atado a un
resorte de constante elástica de 300 N/m. Se es-
tira 0,15 m a partir de su posición de equilibrio
y se suelta. Calcula la distancia que se aleja de la
posición de equilibrio en el otro extremo de la
trayectoria, si en el recorrido hasta él se disipa el
40% de la energía mecánica a causa de la fricción.
12 Un astronauta puso a oscilar un péndulo en la
Luna con el fi n de medir el campo gravitatorio
de nuestro satélite natural, y registró un período
de 2,45 s. Si en la Tierra, el mismo péndulo
registró un período de 1 s, ¿cuál es la relación
entre la gravedad de la Luna y la de la Tierra?
13 Un péndulo simple de un metro de longitud
realiza 90 oscilaciones en 3 minutos. Calcula el
2
valor de la aceleración de la gravedad en m/s .
14 Un péndulo tiene una longitud de 4 m. Calcula
la frecuencia de oscilación del péndulo conside-
2
2
rando g m/s .
15 Calcula la gravedad de cierto planeta si se sabe
que el período de un péndulo en la Tierra au-
menta 50% cuando es llevado a la superfi cie de
dicho planeta.
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oscila con una amplitud de 10 cm. Si la constante
elástica del resorte es 25 N/m, determina la ener-
gía total de movimiento.
17 En la superfi cie del agua de una piscina se pro-
graman ondas cuya frecuencia es de 4 Hz y cuya
amplitud es de 5 cm. Si se sabe que las ondas
tardan 10 s en recorrer 2 m, calcula el período,
la frecuencia y la longitud de esas ondas.
18 En una fábrica se busca investigar cuáles son los
efectos de un choque frontal entre un automóvil
familiar y otro vehículo de mayor masa. Para
esta simulación se utiliza un gran péndulo que
tiene 20 m de longitud y una masa que es cuatro
veces la del automóvil. Determina cuál debe ser
el ángulo de este péndulo para que en el mo-
mento del choque su velocidad sea de 70 km/h.
un cuerpo de masa m, ligado a un resorte de
constante elástica k. Escribe tres formas diferen-
tes de expresar la energía mecánica del sistema.
energía potencial U(x), cuya gráfi ca está repre-
sentada en la fi gura. La fi gura es una parábola
que pasa por el origen. La partícula inicia su
movimiento a partir del reposo en x 20 m.
U(J)
1
1
0 1 X(m)
Sobre la situación es falso afi rmar que:
a. La energía mecánica de la partícula es 8 J.
b. La velocidad de la partícula cuando pasa por
x 0 es de 40 m/s.
c. En x 0, la aceleración de la partícula es cero.
d. Cuando la partícula pasa por x 1 m su ener-
gía cinética es de 3 J.
Justifi ca la opción escogida.
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