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DEPARTAMENTO DE FISICA Guía de problemas: Movimiento armónico, Ondas

Movimiento armónico
Parte I – Medición de la fuerza elástica
Esta experiencia servirá para encontrar de que forma cambia la fuerza de un resorte en función de su estiramiento. Para ello vamos a armar un dispositivo como el que se ve en la figura, colgar distintos pesos y medir cuanto se estira el resorte.

Con estedispositivo completamos la siguiente tabla Masa Estiramiento (x-x0)

Con los datos obtenidos responder: 1) Hacer un diagrama de cuerpo libre de la masa, y poner un sistema de referencia. 2) ¿Cómo averiguamos la fuerza que se le ejerce al resorte teniendo el valor de la masa que cuelga? 3) Si queremos ver como varia la fuerza con el estiramiento, ¿Qué tipo de tabla tendríamos que hacer para graficar?,¿Qué columna debemos poner como x y que columna como y? 4) Hacer la tabla mencionada en el punto anterior y graficar Fuerza vs. Estiramiento
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5) ¿Qué forma tiene el grafico? 6) Hacer sobre el grafico la línea de tendencia. 7) En base al resultado de la línea de tendencia: ¿Cómo sería la expresión que me da la fuerza de un resorte en función del estiramiento? Teniendo en cuenta laspreguntas anteriores, elaborar un informe que contenga y discuta los siguientes ítems: • Título de la experiencia (Determinación experimental de la ley de Hooke) • Objetivo de la experiencia • Propuesta y arreglo experimental (incluir foto o diagrama del arreglo experimental) • Datos y resultados • Discusión de los datos • Conclusiones

Parte II – Ejercitación
Estática
1) Escriba la expresiónpara la fuerza de un resorte.
F = .............................

2) Un bloque sujeto a un resorte, oscila (sin fricción) entre los puntos B y B’ que se muestran en la figura de este ejercicio. El punto O representa la posición de equilibrio del cuerpo. Para el instante en que pasa por la posición indicada en la figura, desplazándose hacia al derecha, responda: a) ¿Cuál es el sentido de lafuerza restauradora que el resorte ejerce sobre el bloque? b) Entonces, ¿Cuál es el sentido de la aceleración de posee dicho cuerpo? c) El movimiento del bloque, ¿es acelerado o retardado?

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3) Considerando el movimiento del bloque del ejercicio anterior, diga en que punto (o puntos): a) La magnitud de la fuerza que actúa sobre el bloque es máxima b) La fuerza que actúa sobre elbloque es nula c) la magnitud de la velocidad del bloque es máxima d) La velocidad del bloque es nula e) La fuerza que actual sobre el bloque cambia de sentido 4) a) Suponga que el cuerpo del ejercicio 1 en un instante determinado pasara por O, dirigiéndose hacia B, regresara a B’ y volviera a O. ¿Podríamos decir que el bloque efectuó una oscilación completa (un ciclo)? b) Un estudiante, al observarel movimiento del bloque, encont5ro que después de pasar por el punto O en un instante dado, volvió a pasar 100 veces consecutivas por ese mismo punto.¿Cuantos ciclos completo el cuerpo? c) Considerando que el bloque hubiese tardado 100 s en efectuar los ciclos mencionados en al pregunta anterior,. ¿Cuál seria entonces la frecuencia de ese movimiento? d) Así pues ¡Cual seria el valor del produjodel movimiento del bloque? 5) Un cuerpo realiza un movimiento armónico simple sujeto al extremo de un resorte. Diga si el tiempo que el cuerpo tarad en efectuar una vibración completa aumentara, disminuirá o no se alterara en cada uno de los casos siguientes: a) El cuerpo es sustituido por otro de menos masa b) El resorte es sustituido por otro más duro c) el cuerpo se coloca en vibración con unaamplitud menor

6) Un cuerpo que describe un movimiento armónico simple tiene su máximo desplazamiento de 0,2 m en tiempo cero y realiza 8 oscilaciones en 1 segundo: a) Hallar los instantes en que las posiciones respecto del punto de equilibrio son por primera vez 0m y - 0,2m, respectivamente. b) Hallar la velocidad en dichos instantes.

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Ondas
Datos Generales
Velocidad de...
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