Ondas

DEPARTAMENTO DE FÍSICA Y QUÍMICA
IES “ALONSO DE COVARRUBIAS”
Física PAU CLM Página 1
FÍSICA-PAU
Univ. CLM
 2007
 2008
 2009
 2010
 2011
(6 problemas x 2 opciones x 2convocatorias x 5 años=120 ejercicios) IES "ALONSO DE COVARRUBIAS"
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M.A.S. ONDAS. SONIDO.
1.(PAU Septiembre 2011) En el laboratorio de física tenemos un carrito de masa m = 200 gramos unido a un muelle horizontal según se muestra en la figura. Un estudiante desplaza el carrito hacia la derecha de modo que el muelle se estira 20 cm, y después lo suelta dejándolo oscilar libremente (suponemos que el muelle es un medio elástico ideal y que los rozamientos son despreciables). Se pide:
a)Explicar razonadamente qué clase de movimiento describe el carrito
b) Se cronometra el tiempo que tarda el carrito en describir diez oscilaciones completas: este tiempo resulta ser de 25,13 s. Calcular la constante k del muelle y escribir la ecuación de su movimiento.
c) ¿Cuál es la energía total del movimiento del carrito en cualquier instante? ¿Qué velocidad tiene el carrito cada vez que pasa porel punto central en cada oscilación?
2. (PAU Junio 2011) En una cuerda tensa sujeta por ambos extremos se tiene una onda estacionaria dada por la ecuación:
y (x,t) = 8sen( 0,040 x)cos(80 t) x, y en cm, t en s.
Esta onda estacionaria corresponde al segundo armónico (véase figura). Se pide:
a) Calcular la frecuencia de este armónico, su longitud de onda y la velocidad con que se propagan a lolargo de la cuerda las ondas que se superponen para producirlo.
b) ¿Cuál es la longitud de la cuerda?
c) ¿Cuál es la velocidad de vibración de un punto situado en el centro de la cuerda?
Ayuda: Relación entre la longitud de onda del armónico n y la longitud L de la cuerda L=nλ/2
3. (PAU Junio 2011) Se agita el extremo de una cuerda con una frecuencia de 4 Hz y una amplitud de 6 cm. Si laperturbación se propaga de izquierda a derecha con una velocidad de 1 m/s. Escribir la expresión (ecuación de la onda) que representa el movimiento por la cuerda. (Considerar la fase inicial nula)
4. (PAU Junio 2010) Un muelle de 12,0 cm de longitud, de masa despreciable, tiene uno de sus extremos fijo en la pared vertical mientras que otro está unido a una masa que descansa en una superficie horizontalsin rozamiento. Se le aplica una fuerza de 30 N para mantenerlo estirado hasta una longitud de 18,0 cm. En esta posición se suelta para que oscile libremente con una frecuencia angular de 3,14 rad/s. calcular:
a) La constante recuperadora del resorte. b) La masa que oscila c) La ecuación del m.a.s resultante d) Las energías cinética y potencial cuando x= 3 cm
5. (PAU Septiembre 2010) Una onda sepropaga por una cuerda según la ecuación:
y (x,t) = 0’2sen (6πt + πx + π/4) en unidades del (S. I.). Calcula:
a) La frecuencia, el periodo, la longitud de la onda y la velocidad de propagación.
b) El estado de vibración (elongación), velocidad y aceleración de una partícula situada en x = 0,2 m en el instante t = 0,3 s.
c) Diferencia de fase entre dos puntos separados 0,3 m.
6. (PAU Junio2009) En una cuerda se propaga una onda armónica cuya ecuación expresada en el sistema internacional de unidades es: y (x, t)=0’2sen(2t+4x+π/4). Calcula:
a) El periodo, la frecuencia, la longitud de onda y la velocidad de propagación
b) La velocidad y aceleración máxima de vibración de un punto cualquiera de la cuerda
c) La diferencia de fase entre dos puntos de la cuerda separados por unadistancia de 50 cm
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7. (PAU Septiembre 2009) Una onda armónica transversal se propaga en el sentido positivo del eje X con una velocidad de propagación de 4’8 m/s. El foco emisor vibra con una frecuencia de 12 Hz y una amplitud de 2 mm. Determina:
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