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Facultad de Arquitectura e Ingeniería 1 Departamento de Ciencias
CURSO: FÍSICA 2
Tema :
PREGUNTAS DE TEORÍA
1. Al estudiar estáticamente un muelle, se
obtienen las siguientes lecturas: Peso
suspendido (g) 0 2 6 10 15 20
Long. muelle (mm)
70,0 72,0 76,1 79,9 84,9 99,2
Diga si para toda la región el resorte es elástico
y cuánto vale la constante elástica.
2. En la figura adjunta se muestra el
desplazamiento de un objeto oscilante en
función del tiempo. Calcule:
a) la frecuencia;
b) la amplitud y
c) el periodo.
3. Un cuerpo de masa desconocida se une a un
resorte ideal con constante de fuerza 120 N/m.
Se observa que vibra con una frecuencia de 6
Hz. Calcule a) El periodo b) La frecuencia
angular c) La masa del cuerpo.
4. Una pieza de una máquina está en MAS con
frecuencia de 5,00 Hz y amplitud de 1,80 cm.
¿Cuánto tarda la pieza en ir de x = 0 cm a x = -
1,80 cm?
PROBLEMAS
NIVEL I
5. Un cuerpo de masa desconocida se une a un
resorte ideal con constante de 120 N/m. Se
observa que vibra a una frecuencia de 6,00 Hz.
Calcule: a) el periodo; b) la frecuencia angular;
c) la masa del cuerpo.
6. Se crea un oscilador armónico usando un
bloque de 0,600 kg, que se desliza sobre una
superficie sin fricción y un resorte ideal con
constante de fuerza desconocida. Se determina
que el oscilador tiene un periodo de 0,150 s.
Calcule la constante de fuerza del resorte.
7. En un laboratorio de física, se conecta un
deslizador de riel de aire de 0,200 kg al
extremo de un resorte ideal de masa
despreciable y se pone a oscilar. El tiempo
entre la primera vez que el deslizador pasa por
la posición de equilibrio y la segunda vez que
pasa por ese punto es de 2.60 s. Determine la
constante de fuerza del resorte.
8. Un cuerpo oscila con M.A.S. a lo largo del eje
x, su desplazamiento varía de acuerdo a la
ecuación x(t) = 4,00 cos(πt+π/4). Donde t esta
en segundos, A esta en metros y los ángulos
están en radianes. Calcular a) La amplitud A, la
frecuencia f y el periodo T del movimiento. b)
La velocidad y la aceleración del cuerpo en
cualquier instante t. c) Basándose en el
resultado obtenido en la parte b, obtenga la
velocidad y aceleración del cuerpo en t = 1,00
s.
9. Un objeto se mueve en un MAS. Cuando esta
desplazado 0,600 m a la derecha de su posición
de equilibrio, tiene una velocidad de 2,20 m/s a
la derecha y una aceleración de 8,40 m/s2 a la
izquierda. ¿A que distancia de este punto se
desplazará el objeto antes de detenerse
momentáneamente para iniciar su movimiento
a la izquierda?
10. La posición de una partícula se conoce por la
expresión x=(4,00 m) cos (3,00πt + π), donde x
está en metros y t en segundos. Determine: a) la
frecuencia y periodo del movimiento, b) la
amplitud del movimiento, c) la constante de
fase y d) la posición de la partícula en t =0,250
s.
11. Un oscilador armónico simple tarda 12,0 s en
someterse a cinco vibraciones completas.
Encuentre a) el periodo de su movimiento, b) la
frecuencia en hertz y c) la frecuencia angular en
radianes por segundo.
12. Un objeto de 7,00 kg cuelga del extremo
inferior de un resorte vertical amarrado a una
viga. El objeto se pone a oscilar verticalmente
con un periodo de 2,60 s. Encuentre la
constante de fuerza del resorte.
13. Un pistón en un motor a gasolina está en
movimiento armónico simple. Si considera los
extremos de su posición relativa con su punto
central como ±5,00 cm, encuentre la velocidad
máxima y la aceleración del pistón cuando el
motor está funcionando a 3 600 rev/min.
MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE
Página 2
14. Un objeto está en movimiento armónico simple
con periodo de 1,200 s y amplitud de 0,600 m.
En t = 0 s, el objeto está en x = 0 m. ¿A qué
distancia está de la posición de equilibrio
cuando t = 0,480 s?
15. Una silla de 42,5 kg se sujeta a un resorte y se
le permite oscilar. Cuando la silla está vacía,
tarda 1,30 s en efectuar una vibración completa.
Cuando una persona se sienta en ella, sin tocar
el piso con los pies, la silla tarda 2,54 s en
efectuar un ciclo. Calcule la masa de la
persona.
NIVEL II
16. Un deslizador de 1,00 kg, unido a un resorte
con constante de fuerza de 25,0 N/m, oscila
sobre una pista de aire horizontal sin fricción.
En t =0, el deslizador se libera desde el reposo
en x=-3,00 cm. (Es decir: el resorte se
comprime 3,00 cm.) Encuentre a) el periodo de
su movimiento, b) los valores máximos de su
rapidez y aceleración, y c) la posición,
velocidad y aceleración como funciones del
tiempo.
17. Un objeto de 1,00 kg se une a un resorte
horizontal. El resorte inicialmente se estira
0,100 m y ahí se libera el objeto desde el
reposo. Éste comienza a moverse sin fricción.
La siguiente vez que la rapidez del objeto es
cero es 0,500 s después. ¿Cuál es la rapidez
máxima del objeto?
18. Un bloque A esta atado a un resorte y realiza un
movimiento armónico simple horizontalmente,
desplazándose sobre una superficie sin
rozamiento y con una frecuencia f=3,00 Hz. Un
bloque B descansa sobre un bloque A y el
coeficiente de rozamiento estático entre los dos
bloques es μs=0,500. ¿Cuál es la máxima
amplitud de oscilación que debe tener el
sistema para que el bloque B no se deslice?
19. Un bloque de 2.00 kg. que se desliza sin
fricción, se conecta a un resorte ideal con k=
300 N/m. En t = 0, el resorte no está estirado ni
comprimido y el bloque se mueve en la
dirección negativa a 12,00 m/s. Calcule: a) la
amplitud; b) el ángulo de fase. c) Escriba una
ecuación para la posición en función del
tiempo.
20. La punta de la aguja de una máquina de coser
se mueve en MAS sobre el eje x con una
frecuencia de 2,50 Hz. En t = 0 s, sus
componentes de posición y velocidad son +1,10
cm y -15,00 cm/s. a) Calcule la componente de
aceleración de la aguja en t = 0 s. b) Escriba
ecuaciones para las componentes de posición,
velocidad y aceleración de la punta en función
del tiempo.
NIVEL III
21. Calcular el período del movimiento para el
sistema de la figura. M=250 g, K1=30 N/m,
K2=20 N/m y no existe rozamiento.
22. El coeficiente de rozamiento estático entre la
taza de masa M2 de la Figura y el soporte de
masa M1, es μe. Entre M1 y la superficie
horizontal no hay rozamiento. Si la constante
elástica del resorte es K, calcular la máxima
amplitud que se puede dar al movimiento
vibratorio del sistema sin que caiga la taza.
23. Una partícula de 3,00 kg de masa se mueve en
el eje OX por la acción de una fuerza que en el
sistema internacional viene dada por la
ecuación: F=-π2x/27. En t=1,00 s se encuentra
en x=0 m, y en t=3,00 s, v=1,00 m/s.
Determinar la ecuación del desplazamiento
x=x(t).
24. En la Figura se representa la posición en
función del tiempo de un cuerpo de masa
m=0,500 kg, que realiza una oscilación
armónica en torno al origen de coordenadas. 1)
Escribe la ecuación de la velocidad de m en
función del tiempo y represéntala gráficamente.
2) Explica qué fuerza debe estar actuando sobre
m para producirle este movimiento: ¿cómo
depende del tiempo? ¿Y de la posición de m?
BIBLIOGRAFIA Código AUTOR TITULO
530 TIPL/F
V1
Paul A. Tipler-
Gene Mosca
Física para la
ciencia y la
tecnología
UPN-
Lima
530 SEARS
2009
Sears, Zemansky Física Universitaria
UPN-Lima
K1 K2 M
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