Oscilaciones y ondas

F´
ısica General II

Roberto Mejia

Unidad I
Oscilaciones y Ondas
A. MOVIMIENTO OSCILATORIO
1. Una part´
ıcula que se encuentra en movimiento arm´nico simple se sit´a en una posici´n con
o
u
o
respecto a su punto de equilibrio que var´ con el tiempo seg´n la ecuaci´n
ıa
u
o
y = 3 cos(100πt + π/3)
Donde y esta en metros y t en segundos. Determine a)Amplitud o posici´n m´ximadesde su
o
a
punto de equilibrio b)Frecuencia angular c)Frecuencia de oscilaci´n d)Per´
o
ıodo de movimiento
´
e)Angulo de fase
R/ 3m, 314.15rad/s, 50Hz, 20ms, 1.04rad

2. Un pist´n de un autom´vil oscila en movimiento arm´nico simple y su posici´n vertical con
o
o
o
o
respecto a su punto de equilibrio cumple la siguiente ecuaci´n
o
y (t) = 8,5 cos(377t − π/6)
Donde y est´ encentimetros y t en segundos. Determine a)Periodo de movimiento, b)Posici´n
a
o
vertical 5s despues de arrancar, c)Velocidad vertical m´xima que puede alcanzar el pist´n,
a
o
d)Velocidad vertical 5s despues de arrancar
R/ 16.66ms, 7.54cm, 32.04m/s, 14.77m/s

3. Un resorte en posici´n horizontal esta fijo de un extremo y del extremo opuesto est´ unido a
o
a
una masa de 0.52kg, el sistemamasa-resorte se pone a oscilar en una superficie sin fricci´n, si
o
la constante de fuerza del resorte es 100N/m, determine: a)Frecuencia angular, b)Periodo de
oscilaci´n, c)Ecuaci´n de movimiento, si la oscilaci´n tiene amplitud de 0.7m y su condici´n
o
o
o
o
inicial es x(0)=0.7m, es decir que empieza a moverse desde su punto de oscilaci´n m´xima
o
a
en su posici´n estirada
o
R/ 13.86rad/s,0.4533s, 0,7 cos(13,86t)m

4. Un objeto de 150g unido a una cuerda el´stica con constante de fuerza de 70N/m en un
a
extremo y fija del extremo opuesto, se hace oscilar en movimiento arm´nico simple (despreo
ciando las fuerzas de fricci´n); si el objeto se mueve 50cm hacia arriba desde su posici´n de
o
o
equilibrio, y se suelta. ¿Cu´l es la ecuaci´n de su posici´n vertical con respecto a supunto
a
o
o
de equilibrio en funci´n del tiempo? y ¿Cu´l es su aceleraci´n m´xima?
o
a
o
a
R/ 50 cos(21,60t)cm, 233.38m/s2

5. Un oscilador consta de un bloque de 512g de masa unido a un resorte. Cuando es puesto en
oscilaci´n con una amplitud de 34.7cm, se observa que repite su movimiento cada 0.484s. Halle
o
a)El periodo, b)Frecuencia. c)La frecuencia angular, d)La constante defuerza del resorte, e)La
velocidad m´xima, y f)La fuerza m´xima ejercida sobre el bloque.
a
a
R/ 484ms, 2.06Hz, 12.94rad/s, 85.73N/m, 4.49m/s, 29.74N

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ısica General II

Roberto Mejia

6. Un cuerpo que oscila con movimiento arm´nico simple de acuerdo con la ecuaci´n
o
o
x = 6,12 cos (8,38t + 1,92)m
Halle en el tiempo t=1.90s: a)El desplazamiento, b)La velocidad yc)Aceleraci´n, demas de
o
d)La frecuencia y e)El per´
ıodo de movimiento.
R/ 3.267m, 43.36m/s, -229.46m/s2 , 1.33Hz, 749.78ms

7. Un objeto de 5.22kg esta unido a la parte inferior de un resorte vertical y es puesto a vibrar.
La velocidad m´xima del objeto es de 15.3cm/s y el periodode oscilaci´n es de 645ms. Halle
a
o
a) La constante de fuerza del resorte, b)La amplitud de movimiento y c)Lafrecuencia de
oscilaci´n.
o
R/ 495N/m, 1.57cm, 1.55Hz

8. Un bloque de 3.94kg estira un resorte 15.7cm desde su posici´n no estirada. El bloque se
o
retira y en su lugar se cuelga un objeto de 520g. Encuentre el periodo de oscilaci´n
o
R/ 288.93ms

9. Un oscilador consta de un bloque unido a un resorte (k =456N/m). En cierto tiempo t, la
posici´n (medida desde el punto de equilibrio), lavelocidad y la aceleraci´n del bloque son:
o
o
2
x =0.112m, v =-13.6m/s, a=-123m/s . Calcule a)La frecuencia de oscilaci´n, b)La masa del
o
bloque, y c)La amplitud de movimiento.
R/ 33.1rad/s, 415g, 424.9mm

10. Un bloque esta en MAS con amplitud de 0.10m sobre una superficie horizontal sin fricci´n.
o
En un punto a 0.060m del equlibrio, la rapidez del bloque es de 0.360m/s a)¿Cu´nto vale...