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Física Básica II

FISICA BASICA II TRABAJO PRÁCTICO 2

Facultad de Tecnología

Fecha de presentación: Día del primer examen parcial 1.- La velocidad de una masa de 0.500 kg en un resorte está dada en función del tiempo por: v(t)=(3.60 cm/s) sen[(4.71 s-1)t – π/2] Calcule a) el período, b) la amplitud, c) la aceleración máxima de la masa d) la constante de fuerza del resorte y e) Realice un gráfico aceleración vs tiempo (use papel milimetrado para los gráficos) 2.- Un objeto de 7.00 kg cuelga del extremo inferior de un resorte vertical amarrado a una viga. El objeto se pone a oscilar verticalmente con un periodo de 1.60 s. Calcule: a) la constante de fuerza del resorte. b) la energía cinética máxima c) la energía potencial máxima d) la energía mecánica total e) la energía mecánica para un tiempo cualquiera. 3.- Sobre una pista de aire horizontal sin fricción, un deslizador oscila en el extremo de un resorte ideal, cuya constante de fuerza es 2.50 N/cm. En la figura se 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.

4.- Un bloque de 2.00 kg, que se desliza sin fricción, se conecta a un resorte ideal con k = 300 N/m. En t = 0, el resorte no está estirado ni comprimido y el bloque se mueve en la dirección negativa a 12.0 m/s. Calcule: a) la amplitud; b) el ángulo de fase. c) Escriba una ecuación para la posición en función del tiempo 5.- Un péndulo simple tiene una masa de 0.250 kg y una longitud de 1.00 m. Se desplaza a través de un ángulo de 10.0° y luego se libera. ¿Cuáles son a) la rapidez máxima, b) la aceleración angular máxima y c) la fuerza restauradora máxima? 6.- Un péndulo de laboratorio tiene un periodo de exactamente 2.000 segundos; cada oscilación en un sentido tarda 1.000 s. ¿Cuál es la longitud de este péndulo en Austin, Texas, donde g = 9.793 m/s 2? Si el péndulo se mueve a París, donde g = 9.809 m/s2, ¿en cuántos milímetros debemos alargar el péndulo? ¿Cuál es la longitud de este péndulo sobre la Luna, donde g =1.62 m/s2? 7.- Una masa de 100 g cuelga de una cuerda larga y forma un péndulo. La masa se jala una distancia corta hacia un lado y se suelta desde el reposo. El tiempo de balanceo de un lado a otro se mide cuidadosamente en 2.0 s. Si la masa de 100 g se reemplaza con una masa de 200 g, que luego se jala la misma distancia y se suelta desde el reposo, el tiempo será a) 1.0 s, b) 1.41 s, c) 2.0 s, d) 2.82 s, e) 4.0 s. Ing. Nelson O. Quispe M.

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8.- Elabore una gráfica energía vs desplazamiento para un resorte horizontal, cuya constante sea 95 N/m y que tenga una masa de 55 g en su extremo. Suponga que el resorte empezó con una amplitud inicial de 2.0 cm. Ignore la masa del resorte y cualquier fricción con la superficie horizontal. Utilice su gráfica para estimar a) la energía potencial, b) la energía cinética y c) la rapidez de la masa, para x = 1.5 cm. 9.- Un péndulo vibra 32 veces en exactamente 50 s. ¿Cuáles son a) su periodo y b) su frecuencia? 10.- Un péndulo simple tiene 0.30 m de largo. En t = 0 se suelta desde el reposo iniciando con un ángulo de 13°. Ignorando la fricción, ¿cuál será la posición angular del péndulo en a) t = 0.35 s, b) t = 3.45 s, y c) t = 6.00 s? 11.- Un bloque de 0.835 kg oscila en el extremo de un resorte cuya constante de resorte es k = 41.0 N/m. La masa se mueve en un fluido que ofrece una fuerza de resistencia F= - bv, donde b = 0.662 N·s/m. a) ¿Cuál es el periodo del movimiento? b) ¿Cuál es el decremento fraccional en amplitud por ciclo? c) Escriba el desplazamiento en función del tiempo, si en t = 0, x = 0, y en t = 1.00 s, x = 0.120 m. 12.- Una vara de un metro cuelga de su centro de un alambre delgado. Se gira y oscila con un periodo de 5.0 s. La vara se recorta a una longitud de 70.0 cm. Esta pieza de nuevo se equilibra en su centro y se pone a oscilar. ¿Con qué periodo oscilará ahora?

13- Un disco de madera contrachapada con radio de 20.0 cm y masa de 2.20 kg tiene un pequeño agujero taladrado a través de él, a 2.00 cm de su borde. El disco cuelga de la pared por medio de un pasador metálico que pasa a través del agujero y se usa como un péndulo. ¿Cuál es el periodo de este péndulo para oscilaciones pequeñas?

Ing. Nelson O. Quispe M.

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14.- Un latón tiene un módulo de elasticidad E = 120·109 N/m2 y un límite elástico de 250·106 N/m2. Si disponemos de una varilla de dicho material de 10mm2 de sección y 100 mm de longitud, de la que suspendemos verticalmente una carga en su extremo de 1500 N, se pide: a) ¿Recuperará el alambre su longitud primitiva si se retira la carga? b) ¿Cuál será el alargamiento unitario y total en estas condiciones? c) ¿Qué diámetro mínimo habrá de tener una barra de este material para que sometida a una carga de 8.104 N no experimente deformación permanente. 15.- Una pieza de 300 mm de longitud tiene que soportar una carga de 5000 N sin experimentar deformación plástica. Elija el material más adecuado entre los tres propuestos para que la pieza tenga un peso mínimo. Material Límite elástico (MPa) Densidad (g/cm3) Latón 345 8,5 Acero 690 7,9 Aluminio 275 2,7

Ing. Nelson O. Quispe M.