Ejercicios resueltos de movimiento armónico simple y ondas

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Resumen

Colección de ejercicios de tipo test sobre movimiento armónico simple y ondas mecánicas. Cubre temas como la distancia recorrida en un ciclo, la relación entre el movimiento circular uniforme y el armónico simple, el periodo de un resorte y de un péndulo, la amortiguación, la velocidad de propagación de ondas y la relación entre tensión, masa y longitud de onda en una cuerda. Permite al estudiante practicar la aplicación de las ecuaciones del tema.

Puntos clave

  • En un ciclo completo de un movimiento armónico simple, un objeto recorre una distancia total de 4A, donde A es la amplitud.
  • El periodo de un resorte aumenta al aumentar la masa: al sustituir m por 2m, el periodo se multiplica por raíz de 2.
  • Un reloj de péndulo se atrasa si la longitud del péndulo aumenta, ya que su periodo crece.
  • La velocidad de una onda en una cuerda depende de la tensión y de la densidad lineal, no de la frecuencia de la onda.
  • En un oscilador amortiguado, el tiempo necesario para que la amplitud disminuya a un tercio de su valor inicial depende de la constante de amortiguamiento y de la masa.

Ponte a prueba

Un bloque en el extremo de u resorte se Jala a la posición x=A y se libera desde el reposo. En un ciclo completo de su movimiento, ¿Qué distancia total recorrde?

D) 4A


Considere una representación grafica de Movimiento armónico simple, como se describe matemáticamente en la ecuación …. Cuando el objeto está en el punto A de la grafica ¿Qué puede decir acerca de su Posición y velocidad?

F)La posición es negativa y su velocidad Positiva


La figura 15.15 muestra la posición de un Objeto e movimiento circular uniforme en t=0. Una luz brilla desde arriba y Proyecta una sombra del objeto sobre una pantalla abajo del movimiento Circular. ¿Cuáles son los valores correctos para la amplitud y la cte de fase (en relación con un eje x a la derecha) del movimiento armónico simple de la Sombra?

C) 0.5m y PI


La Figura muestra dos curvas que Representan el movimiento armónico simple al que se someten dos objetos. La Descricpion correcta de estos movimientos es que el mov armónico simple del Objeto B es:

A)De mayor frecuencia angular y mayor Amplitud que el del objeto A


Un objeto de masa m cuelga de un resorte y Se pone en oscilación. El periodo de la oscilación se mide y registra como T. El objeto de masa m se retira y se sustituye con un objeto de masa 2m. Cuando Este objeto se pone en oscilación ¿Cuál es el periodo del movimiento?

B) raíz de 2 * T


Un reloj de péndulo depende del periodo de Un péndulo para mantener el tiempo correcto. I) Suponga que un reloj de péndulo Se calibra correctamente y luego un niño travieso desliza la plomada del Péndulo hacia abajo sobre la barra oscilante. ¿El reloj se mueve?

A) lento


Una ona sinusoidal de frecuencia F viaja a Lo largo de una cuerda estirada. La cuerda se lleva al reposo y una seguda onda Progresiva   con frecuencia 2f se Establece en la cuerda. ¿Cuál es la rapidez de onda de la segunda onda?

C)la misma que la primera onda


considere un bloque de masa m=3.1kg, atado A un resorte con una cte k=250 N/m, sometida a una fuerza de fricción dada por B=0.0227kg/s. Suponga que el bloque se jala a un lado y luego se suelta. El Intervalo de tiempo en segundos necesario para que la amplitud disminuya un Tercio de su valor inicial es

A)30.0


Una onda armónica esta descrita por la sgt Expresión y(x,t)=2cos(5PI(4t-2x)). Todas las magnitudes físicas están en SI. La Velocidad de propagación de la onda es:

D) 2m/s en dirección x positivo


Una cuerda de longitud L=1.2m y densidad Lineal de masa u=5gr/m se halla tensa por una masa m. Si la cuerda se hace Vibrar con una frecuencia fija f=200hz. El valor de la masa m en kg para que se Genere una oscilación con longitud de onda a=0.6m es:

C) 7.2

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Preguntas frecuentes

¿Cuánto recorre un objeto en un ciclo completo de movimiento armónico simple?

Si el bloque se libera desde la posición x = A, en un ciclo completo recorre una distancia total de 4A, es decir, cuatro veces la amplitud.

¿Cómo cambia el periodo de un resorte si se cambia la masa?

El periodo depende de la raíz cuadrada de la masa, por lo que si la masa se duplica el periodo se multiplica por raíz de 2.

Ponte a prueba

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Test

1. En un ciclo completo de movimiento armónico simple con liberación desde x = A, ¿qué distancia total recorre el objeto?
2. Si un objeto de masa m en un resorte tiene periodo T y se sustituye por uno de masa 2m, ¿cuál es el nuevo periodo?
3. Un péndulo de reloj se calibra correctamente y después su plomada se desliza hacia abajo. ¿Qué sucede con el reloj?
4. Una cuerda tensa se hace vibrar y luego se establece una segunda onda progresiva con frecuencia 2f. ¿Cuál es la rapidez de la segunda onda?
5. Una onda armónica viene dada por y(x,t) = 2cos(5π(4t − 2x)) en unidades SI. ¿Cuál es su velocidad de propagación?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.