PREGUNTA 1: ¿El movimiento de rotación de la Tierra alrededor de su eje es un movimiento periódico? ¿Es un movimiento oscilatorio?

TALLER OSCILACIONES Y ONDAS[pic 1][pic 2]

LINA MARCELA ESCOBAR DURANGO

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE

PREGUNTA 1: ¿El movimiento de rotación de la Tierra alrededor de su eje es un movimiento periódico? ¿Es un movimiento oscilatorio?

PREGUNTA 2: Para una partícula con movimiento armónico simple, ¿en qué punto del movimiento la velocidad alcanza magnitud máxima? ¿En qué punto alcanza magnitud mínima?        

PREGUNTA 3: Para una partícula con movimiento armónico simple, ¿en qué punto del movimiento la aceleración logra magnitud máxima? ¿En cuál logra magnitud mínima?

PREGUNTA 4: Dos partículas ejecutan movimiento armónico simple con la misma amplitud. Una partícula tiene el doble de frecuencia que la otra. Compare sus velocidades y aceleraciones máximas.

PREGUNTA 5: Suponga que una partícula con movimiento armónico simple pasa a través del punto de equilibrio (x = 0) en t = 0. En este caso, ¿cuál de los siguientes es un posible valor de la constante de fase α en x = A cos(ωt + α)?

(A) 0                     (B)π/4                       (C)π/2             (D)3π/4        (E) π

EL OSCILADOR ARMÓNICO

PREGUNTA 1: Para una partícula con movimiento armónico simple, ¿en que punto del movimiento la fuerza sobre la partícula logra magnitud máxima y en cuál logra magnitud mínima?  

PREGUNTA 2: Suponga que la partícula se sustituye, en un oscilador armónico simple, por una partícula del doble de masa. ¿Cómo altera esto la frecuencia de oscilación?

PREGUNTA 3: Si súbitamente el resorte de un oscilador armónico simple se corta cuando la partícula está en el punto de equilibrio (x = 0), ¿cuál es el movimiento posterior de la partícula? ¿Y cuál es si súbitamente se corta el resorte cuando la partícula está en desplazamiento máximo (x = A)?

PREGUNTA 4: Suponga que el resorte en un oscilador armónico simple se sustituye por un resorte más fuerte, con el doble de constante de resorte. ¿Cuál es la razón del nuevo periodo de oscilación al periodo original?

(A) 1/2        (B) l/√2                    (C) l        (D)√2        (E)2

ENERGÍA CINÉTICA Y ENERGÍA POTENCIAL

PREGUNTA 1: Dos osciladores armónicos tienen masas y constantes de resorte iguales. Uno de ellos oscila con el doble de amplitud que el otro. Compare las energías y las rapideces máximas logradas por las partículas.

PREGUNTA 2: Dos osciladores armónicos tienen constantes de resorte y amplitudes de oscilación iguales. Uno tiene el doble de la masa del otro. Compare las energías y las rapideces máximas logradas por las partículas.

PREGUNTA 3: El periodo de un oscilador armónico simple es de 8.0 s. Suponga que en algún tiempo la energía es sólo cinética. ¿En qué tiempo posterior será solamente potencial? ¿En qué tiempo posterior será de nuevo sólo cinética?

PREGUNTA 4: Si la partícula en un oscilador armónico simple experimenta una fuerza le fricción (por ejemplo, resistencia del aire), ¿la energía es constante? ¿La amplitud A es constante?

REGUNTA 5: La masa, la frecuencia y la amplitud de un oscilador son cada uno el oble de las de un segundo oscilador. ¿Cuál es la razón de sus energías almacenadas, E1/E2?

(A) 2                   (B)4                      (C)8                   (D)16               (E) 32

EL PENDULO SIMPLE

PREGUNTA 1: Si la cuerda de un péndulo se acorta a la mitad de su longitud original, ¿cuál es la alteración del periodo y cuál es la frecuencia?

PREGUNTA 2: Dos péndulos tienen longitudes iguales, pero uno tiene 3 veces la masa del otro. Si se quiere que las energías de oscilación sean iguales, ¿cuánto más grande se debe hacer la amplitud de oscilación del péndulo menos masivo?

PREGUNTA 3: Una barra metálica uniforme de longitud l cuelga de un extremo y oscila con amplitud pequeña. Tal barra, que gira en torno de un extremo, tiene momento de inercia I= 1/3ml2  ¿Cuál es ω, la frecuencia angular de oscilación?

(A) √g/l           (B) √3g/2l                    (C) √3g/l            (D) √6g/l

PROBLEMAS

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE

1.        Una partícula se mueve del modo siguiente como función del tiempo:

x = 3.0 cos (2.0t)

donde la distancia se mide en metros y el tiempo en segundos.

1. ¿Cuál es la amplitud de este movimiento armónico simple? ¿La frecuencia? ¿La frecuencia angular? ¿El periodo?
2. ¿En qué tiempo la partícula alcanza el punto medio, x = 0? ¿En qué tiempo alcanza el punto de retorno?

2.        Una partícula realiza movimiento armónico simple a lo largo del eje x de acuerdo con la ecuación

        x = 0.6 cos (πt/2)

donde la distancia se mide en metros y el tiempo en segundos.

1. Calcule la posición x de la partícula en  t = 0,  t= 0.50 s y  t=1.00 s.
2. Calcule la velocidad instantánea de la partícula en estos tiempos.        
3. Calcule la aceleración instantánea de la partícula en estos tiempos.

3.        Una partícula se mueve de ida y vuelta a lo  largo del eje x entre los puntos x= 0.20 m y x = -0.20 m. El periodo del movimiento es 1.2 s y es armónico simple. En el tiempo t = 0, la partícula está en x = 0.20 m y su velocidad es cero.

a)    ¿Cuál es la frecuencia del movimiento? ¿Cuál es la frecuencia angular?

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