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• Victor Leandro Hurtado Lopez

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UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA FACULTAD DE ESTUDIOS A DISTANCIA

PROGRAMA DE : INGENIERÍA CIVIL Asignatura: FÍSICA CALOR Y ONDAS

Semestre : Tercero

Taller : Osciladores Mecánicos

Tiempo: 8 horas

Tutor : Francia Leonora Salazar

Unidad:

4

1. La posición de una partícula viene dada por la expresión x=15cmCos(3,2t+/5), donde x se mide en metros y t en segundos. Determinar a) la frecuencia y el periodo del movimiento, b) la amplitud del movimiento, c) la constante de fase, d) la posición, velocidad y aceleración de la partícula en el instante t = 0.22s y e) la velocidad y aceleración máximas de la partícula. 2. Una porrista ondea su pompón en MAS con amplitud de 18cm y frecuencia de 0.85Hz. Calcule a) la magnitud máxima de la aceleración y de la velocidad; b) la aceleración y rapidez cuando la coordenada del pompón es x=+9cm; c) el tiempo que tarda en moverse directamente de la posición de equilibrio a un punto situado a 12cm de distancia. 3. Una cuerda de guitarra vibra a una frecuencia de 750Hz. Un punto en su centro se mueve con un MAS con amplitud de 1,8mm y ángulo de fase 0rad. a) Escriba una ecuación para la posición del centro de la cuerda en función del tiempo. b) ¿que magnitud máxima tienen la velocidad y la aceleración del centro de la cuerda? c) Un punto en otra cuerda se mueve con el doble de la amplitud y 1/3 de la frecuencia. ¿Qué magnitud máxima tienen la velocidad y la aceleración de este punto? 4. Un objeto de 80g se mueve en MAS, cuando está a 0,4m a la derecha de su posición de equilibrio, tiene una velocidad de 1,6m/s a la derecha y una aceleración de 7m/s 2 a la izquierda. ¿Cuál es la energía mecánica del cuerpo? 5. Un resorte se estira 4,2cm cuando un objeto de 40g cuelga de él en reposo. Si este objeto es reemplazado por un objeto de 60g, al que se coloca en movimiento armónico simple, al separarse 4cm de su posición de equilibrio ¿Cuál es el periodo del movimiento, el valor de la energía mecánica y la máxima fuerza experimentada por la masa? 6. Sobre una pista de aire horizontal sin fricción, un deslizador oscila en el extremo de un resorte ideal, cuya constante de fuerza es 2.5N/cm. En la figura la gráfica muestra la aceleración del deslizador en función del tiempo. Calcule a) la masa del deslizador; b) el desplazamiento máximo del deslizador desde el punto de equilibrio; c) la fuerza máxima que el resorte ejerce sobre el deslizador; d) Por consideraciones de energía la

velocidad del objeto cuando se desplaza 0.5cm a la izquierda de su posición de equilibrio.

7. Un deslizador de 0.5kg, conectado al extremo de un resorte ideal con constante de fuerza k=450N/m, está en MAS con una amplitud de 0.04m. Calcule a) la rapidez máxima del deslizador; b) su rapidez cuando está en x=-0.015m; c) la magnitud de su aceleración máxima; d) su energía cinética y potencial cuando se mueve a la mitad de su máxima velocidad. 8. Un péndulo simple tiene una masa de 300g y una longitud de un metro. Sí se desplaza hasta un ángulo de 10º y enseguida se libera. ¿Cuáles son a) la rapidez máxima, b) la aceleración angular máxima c) la fuerza de recuperación máxima? d) energía cinética y potencial de la masa en x =5cm. 9. Un péndulo simple de 0,12kg de masa se mueve 15º a un lado de su posición de equilibrio y se suelta para oscilar en un MAS, si emplea 1,5s en regresar al punto de donde fue lanzado. ¿Cuánto tarda la lenteja del péndulo en alcanzar su rapidez máxima? ¿Cuál es la magnitud de la máxima fuerza que experimenta la masa? ¿Cuál es la posición la lenteja cuando se mueve a la mitad de su máxima velocidad? 10.

La posición angular de un péndulo simple viene representada por la expresión θ=0.24radCosωt, donde θ viene expresado en radianes y ω= 5rad/s. Determinar el periodo y la longitud del péndulo.

11.

Un péndulo de 110g de masa, con una longitud de 85cm se suelta desde un ángulo inicial de 12º, después de 1000s, ¿En qué porcentaje se ha reducido su amplitud si la constante de amortiguamiento del medio es 4,5x10-4kg/s?

12.

Una masa unida a un resorte vertical de constante 12N/m, realiza un MAS de frecuencia 8hz, si después de 1200s su amplitud se reduce a la tercera parte, ¿Cuál es el valor de la constante de amortiguamiento?