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TALLER ONDAS Y OPTICAS...

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Departamento de Ciencias Básicas Coordinación Curricular

ÁREA C. Básicas

Ondas y Óptica y lab.

CÓDIGO

Taller Corte 1 Profesor: Germán Méndez; Grupo______; Franja: Diurna Introducción A Continuación el estudiante encontrará una serie de ejercicios en torno a los temarios de: a. m.a.s b. Oscilaciones amortiguadas, sub amortiguadas c. Oscilaciones

Apreciado estudiante tener en cuenta: El presente taller es una serie de ejercicios de aplicación a las temáticas del corte, cuyo fin de afianzar los conocimientos para el quiz 1. El taller es autonomo es decir no es calificable. 1. a.

m.a.s. The two graphs in figure are two different vertical mass-spring systems. • What is the frequency of system A? What is the first time at which the mass has maximum speed while traveling in the upward direction? Ans: t = 3,0 s and f = 0,25 Hz • What is the period of system B? What is the firts time at which the energy is all potential? Ans: T = 6.0 s; t = 1.5 s • If both systems have the same mass, what is the ratio KA/KB of their spring constants? Ans: 2.25

b.

An object in simple harmonic motion has amplitude 8.0 cm and frequency 0.50 Hz. At t = 0 s it has its most negative velocity. Write the function x(t) that describes the objetc’s position

c.

La figura muestra la grafica de posición vs tiempo de un movimiento armonico simple. Responda: • ¿cuál es la amplitud de la fase? Rta: 10 cm • ¿cuál es la frecuencia? Rta: 0,50 Hz • ¿cuál es el ángulo de desfase? 120º • Trace esquematicamente las graficas de velocidad y aceleracion

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CÓDIGO

Un objeto con movimiento armónico simple tiene una amplitud de 4.0 cm, una frecuencia de 2.0 Hz y !

un ángulo de desfase de 𝜋 rad. Dibuje la posición vs tiempo para dos ! periodos de movimiento. (Utilice un graficador y compare sus resutados) e.

Un bloque de seguridad es atado a un resorte de forma vertical como muestra la figura. El resorte esta con una frecuencia de 4.00 Hz y con ella logra una amplitud de 7.00 cm. Una pequeña esfera es colocada en la parte superior del bloque de modo que cuando el ressorte se comprime la masa de la esfera no afecta el movimiento armonico del bloque. Una vez el bloque llegue a su punto maximo de oscilación y la esfera sigue el movimiento, es decir se suelta del bloque ¿qué altura logra la esfera una vez pierda contacto con el bloque?

f.

Ejercicio dificultad superior Una fuerza de 400 N estira 2 m un resorte. Despues, el extremo de ese resorte, se fija una masa de 50 Kg y parte de la posición de equilibrio a una velocidad de 10 m/s hacia arriba. Deduzca la ecuación del movimiento. formulación diferencial de la ecuación de movimiento vista en clase)

2. a.

b. c.

d.

(Ayuda: Utilice la

Movimiento armonico simple: Caso del péndulo The angle of a pendulum is 𝜃(!) = 0.10𝑟𝑎𝑑 · cos(5𝑡 + 𝜋), where t is in s. Determine: • the amplitude. Ans: 0.10 rad • the frequency. Ans: 0,796 Hz • the phase constant. Ans: 𝜋 rad. • the lenght of the string. Ans: 0.392 m • the angle at t=2.0 s. Ans: 0,084 rad A 200 g ball is tied to a string. It is pulled to an angle of 8.0º and released to swing as a pendulum. A student with a stopwatch finds that 10 oscillations take 12 s. How Long is the string? Ans: 36 cm Un péndulo simple tiene 5.00 m de longitud. • ¿cuál es el período de oscilaciones pequeñas para este péndulo, si se ubica en un elevador que 2 acelera hacia arriba a 5.00 m/s ? 2 • ¿cuál es su período si el elevador acelera hacia abajo a 5.00 m/s ? • ¿cuál es el período de este péndulo si se coloca en un camión que 2 acelera horizontalmente a 5.00 m/s ? Si el período de un péndulo de 70 cm de longitud es 1,68 s, ¿cuál es el valor de g en el sitio donde está situado el péndulo?

3.

Movimiento armónico simple: Caso del péndulo físico

a.

The 20 cm long wrench in the figure swings on its hook with a period of 0.90 s. When the wrench hangs from a spring of spring constant 360 N/m, it stretches the spring 3.0 cm. What is the wrench’s moment of -2 2 inertia about the hook? Ans: 3.1·10 Kg·m Un disco uniforme y delgado de 5 Kg cuyo radio es de 20 cm, puede girar ligeramente en torno a un eje horizontal fijo perpendicular al disco y que pasa por su borde. El disco se desplaza ligeramente del equilibrio y se suelta. Hallar el periodo del movimiento armónico simple que se produce. Rta: 1,1 s La figura muestra el péndulo de un reloj. La barra uniforme de longitud L = 2.0 m tiene una masa m = 0,8 Kg. Sujeto a la barra hay un disco de masa M = 1.2 Kg y radio 0,15 m. El reloj se ha contruido de modo que funcione con total precisión si el periodo del péndulo es exactamente 3.50 s.

b.

c.

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4.

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¿cuál debe ser la distancia d para que el período del péndulo sea 2.5 s? d = 1,64 m supongamos que el reloj de pendulo se atrase 5.0 min por día, ¿a qué distancia y en qué sentido debe desplazarse el disco para conseguir que el reloj marque correctamente el tiempo? 2.31 cm

Energía en m.a.s

Para este tipo de temario utilizar los ejercicios de AVA del taller 2018-3...