FÍSICA GENERAL
ACTIVIDAD COLABORATIVA FASE III - (4 - 5)
Movimientos oscilatorios:
1. Un objeto de 2.00 kg unido a un resorte se mueve sin fricción y es impulsado por una fuerza externa conocida por F = (3.50 N) sen (2πt). La constante de fuerza del resorte es de 20.0 N/m. Determine
(a) El periodo.
(b) La amplitud del movimiento.
2. Una partícula que se mueve a lo largo del eje x en movimiento armónico simple parte de su posición de equilibrio, el origen, en t= 0 y se mueve a la derecha. La amplitud de su movimiento es de 3.00 cm y la frecuencia de 0,50 Hz.
(a) Demuestre que la posición de la partícula se conoce por
X(t) = (3. 00cm)Sen (πt)
Determine
(b) la rapidez máxima y el tiempo más temprano (t= 0) en el que la partícula tiene esta rapidez,
(c) la aceleración máxima y el tiempo más temprano (t= 0) en el que la partícula tiene esta aceleración, y
(d) la distancia total recorrida entre t = 0 y t= 1.00 s.
1. Un objeto de 2.00 kg unido a un resorte se mueve sin fricción y es impulsado por una fuerza externa conocida por F = (3.50 N) sen (2πt). La constante de fuerza del resorte es de 20.0 N/m. Determine
(a) El periodo.
(b) La amplitud del movimiento.
2. Una partícula que se mueve a lo largo del eje x en movimiento armónico simple parte de su posición de equilibrio, el origen, en t= 0 y se mueve a la derecha. La amplitud de su movimiento es de 3.00 cm y la frecuencia de 0,50 Hz.
(a) Demuestre que la posición de la partícula se conoce por
X(t) = (3. 00cm)Sen (πt)
Determine
(b) la rapidez máxima y el tiempo más temprano (t= 0) en el que la partícula tiene esta rapidez,
(c) la aceleración máxima y el tiempo más temprano (t= 0) en el que la partícula tiene esta aceleración, y
(d) la distancia total recorrida entre t = 0 y t= 1.00 s.
Movimientos ondulatorios:
3. Una soga tensa tiene una masa de 0.180 kg y una longitud de 3.60 m. ¿Qué potencia se debe suministrar a la soga para que genere ondas sinusoidales que tengan una amplitud de 0.100m y una longitud de onda de 0.500 m y viajen con una rapidez de 30.0 m/s?
4. La función de onda para una onda progresiva en una cuerda tensa es (en unidades SI) y(x,t) = 0, 200 m ∗ sen (5πt + 3πx +π/2)
(a) ¿Cuáles son la rapidez y dirección de viaje de la onda?.
(b) ¿Cuál es la posición vertical de un elemento de la cuerda en t = 0, x = 0.100 m?.
(c) ¿Cuáles son la longitud de onda y frecuencia de la onda?.
(d) ¿Cuál es la máxima rapidez transversal de un elemento de la cuerda?.
3. Una soga tensa tiene una masa de 0.180 kg y una longitud de 3.60 m. ¿Qué potencia se debe suministrar a la soga para que genere ondas sinusoidales que tengan una amplitud de 0.100m y una longitud de onda de 0.500 m y viajen con una rapidez de 30.0 m/s?
4. La función de onda para una onda progresiva en una cuerda tensa es (en unidades SI) y(x,t) = 0, 200 m ∗ sen (5πt + 3πx +π/2)
(a) ¿Cuáles son la rapidez y dirección de viaje de la onda?.
(b) ¿Cuál es la posición vertical de un elemento de la cuerda en t = 0, x = 0.100 m?.
(c) ¿Cuáles son la longitud de onda y frecuencia de la onda?.
(d) ¿Cuál es la máxima rapidez transversal de un elemento de la cuerda?.
Movimiento Armónico Simple (M.A.S.) y péndulo:
5. Un bloque de 200 g se une a un resorte horizontal y ejecuta movimiento armónico simple con un periodo de 0.250 s. La energía total del sistema es de 2.00 J. Asumiendo que la fricción entre el bloque y la superficie es despreciable, encuentre
(a) La constante de fuerza del resorte.
(b) La amplitud del movimiento.
6. Un “péndulo segundero” es aquel que se mueve a través de su posición de equilibrio una vez cada segundo. (El periodo del péndulo es precisamente 2 s.) La longitud de un péndulo segundero es de 0.992 7 m en Tokyo, Japón, y de 0.994 2 m en Cambridge, Inglaterra. ¿Cuál es la relación de las aceleraciones en caída libre en estas dos ubicaciones?.
Temperatura:
7. En su día de bodas, su prometida le da un anillo de oro de 3.80g de masa. Cincuenta años después, su masa es de 3.35 g. En promedio, ¿cuántos átomos del anillo se erosionaron durante cada segundo de su matrimonio? La masa molar del oro es de 197 g/mol.
5. Un bloque de 200 g se une a un resorte horizontal y ejecuta movimiento armónico simple con un periodo de 0.250 s. La energía total del sistema es de 2.00 J. Asumiendo que la fricción entre el bloque y la superficie es despreciable, encuentre
(a) La constante de fuerza del resorte.
(b) La amplitud del movimiento.
6. Un “péndulo segundero” es aquel que se mueve a través de su posición de equilibrio una vez cada segundo. (El periodo del péndulo es precisamente 2 s.) La longitud de un péndulo segundero es de 0.992 7 m en Tokyo, Japón, y de 0.994 2 m en Cambridge, Inglaterra. ¿Cuál es la relación de las aceleraciones en caída libre en estas dos ubicaciones?.
Temperatura:
7. En su día de bodas, su prometida le da un anillo de oro de 3.80g de masa. Cincuenta años después, su masa es de 3.35 g. En promedio, ¿cuántos átomos del anillo se erosionaron durante cada segundo de su matrimonio? La masa molar del oro es de 197 g/mol.
8. Las secciones de concreto de cierta superautopista están diseñadas para tener una longitud de 25.0 m. Las secciones se vierten y curan a 10.0°C. Sí el espaciamiento mínimo entre las dos secciones de concreto para eliminar el pandeo es de 1,20cm ¿Cuál es la temperatura máxima que pueden soportar las secciones 50.0°C?
Primera ley de la termodinámica:
9. Un ventanal de vidrio tiene un área de 3.00 m2 y un grosor de 0.600 cm. La diferencia de temperatura entre sus caras es de 25.0°C, ¿cuál es la rapidez de transferencia de energía por conducción a través de la ventana?
10. Una pieza de hierro de 1.20 kg, inicialmente a 550°C, se deja caer en una cubeta que contiene 20.0 kg de agua a 22.0°C. ¿Cuál es la temperatura final del sistema? (Ignore la capacidad térmica del contenedor y suponga que hierve una cantidad despreciable de agua.)
9. Un ventanal de vidrio tiene un área de 3.00 m2 y un grosor de 0.600 cm. La diferencia de temperatura entre sus caras es de 25.0°C, ¿cuál es la rapidez de transferencia de energía por conducción a través de la ventana?
10. Una pieza de hierro de 1.20 kg, inicialmente a 550°C, se deja caer en una cubeta que contiene 20.0 kg de agua a 22.0°C. ¿Cuál es la temperatura final del sistema? (Ignore la capacidad térmica del contenedor y suponga que hierve una cantidad despreciable de agua.)
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