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------------------------------------------------------------------------------------------------------------------PRIMER TALLER DE FÍSICA III
TEMAS:
• Oscilaciones libres y Movimiento periódico
• Movimiento armónico simple
• El sistema masa-resorte
• Movimientos pendulares
• Superposición de movimientos armónicos simples
• Energía en el movimiento simple
• Oscilaciones amortiguadas yOscilaciones forzadas
• Resonancia
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EJERCICIOS:
1. Un cuerpo de masa desconocida se une a un resorte ideal con constante de fuerza de 120N/m. se observa
que vibra con una frecuencia de 6Hz. calcule a) el periodo del movimiento, b) la frecuencia angular, c) la
masa del cuerpo.
2.Una cuerda de guitarra vibra con una frecuencia de 440 Hz. un punto en su centro se mueve en MAS con
amplitud de 3mm y φ=0. a) escriba una ecuación para la posición del centro de la cuerda en función del
tiempo. b) ¿Qué magnitud máxima tienen la velocidad y la aceleración del centro de la cuerda? c) la
derivada de la aceleración con respecto al tiempo es una cantidad llamada tirón. Escriba unaecuación
para el tirón del centro de la cuerda en función del tiempo, calcule el valor máximo de la magnitud del
tirón.
3. Un disco uniforme solido de metal con masa de 6.5kg y diámetro de 24cm cuelga en un plano horizontal,
apoyado en su centro con un alambre metálico vertical. Usted sabe que se requiere una fuerza horizontal
de 4.23N tangente al borde del disco para girarlo 3.34° y asítorcer el alambre. Ahora usted elimina esta
fuerza y suelta el disco del reposo. a)¿Cuál es la constante de torsión para el alambre metálico? b)¿Cuáles
son la frecuencia y el periodo de las oscilaciones de torsión del disco? c) escriba la ecuación del
movimiento para θ(t) del disco.
4. Cierto reloj despertador hace tic cuatro veces cada segundo y cada tic representa medio periodo. La rueda
debalance consiste en un aro delgado con 0.55cm de radio, conectada al vástago de balance por rayos de
masa despreciable. La masa total de la rueda es de 0.9gr. a) ¿Qué momento de inercia tiene la rueda con
respecto a su eje? b) ¿Qué constante de torsión tiene la espiral?
5. Cada uno de los dos péndulos que se muestra en la figura consiste en una esfera solida uniforme de masa
M sostenida por uncordón sin masa, sin embargo la esfera del péndulo A es muy pequeña, en tanto que la
esfera del péndulo B es mucho mas grande. Obtenga el periodo de cada péndulo para desplazamientos
cortos. ¿Qué esfera tarda más en completar una oscilación?(ver figura)
6. Queremos colgar un aro delgado de un clavo horizontal y hacer que tenga una oscila completa una vez
cada 2 seg. ¿Qué radio debe tener el aro?7. Dos péndulos tienen las mismas dimensiones longitud y masa total. El péndulo A es una esfera muy
pequeña que oscila en el extremo de una varilla uniforme sin masa. El péndulo B, la mitad de la masa está
en la esfera y la otra mitad en la varilla uniforme. Calcule el periodo de cada péndulo para oscilaciones
pequeñas ¿Cuál tarda más en una oscilación?
8. Un oscilador armónico tienefrecuencia angular w y amplitud A. a) calcule la magnitud del desplazamiento
y de la velocidad cuando la energía potencial elástica es igual a la energía cinética. b) ¿cuántas veces
sucede esto en cada ciclo?¿cada cuanto sucede? c) en un instante en que el desplazamiento es igual a A/2,
¿Qué fracción de la energía total del sistema es cinética y que fracción es potencial?
9. Un objeto de 10.6kgoscila al final de un resorte vertical que tiene una constante k=2.05x104N/m. el efecto
de la resistencia del aire está representado por el coeficiente de retardo b=3N.s/m a) Calcular la
frecuencia de la oscilación de retardo. b) ¿por qué porcentaje la amplitud de la oscilación decrece en cada
ciclo? c) Encontrar el intervalo de tiempo que pasa mientras la energía del sistema desciende hasta el...