Semana 3

EJERCICIOS EN CLASE

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.

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. Encuentre a) la constante de fuerza del resorte y b) la amplitud del movimiento.

Un sistema bloque–resorte oscila con una amplitud de 3.50 cm. La constante de resorte es 250 N/m y la masa del bloque es 0.500 kg. Determine a) la energía mecánica del sistema, b) la rapidez máxima del bloque y c) la aceleración máxima.

Un objeto de 2.00 kg se une a un resorte y se coloca sobre una superficie horizontal uniforme. Se requiere una fuerza horizontal de 20.0 N para mantener al objeto en reposo cuando se jala 0.200 m desde su posición de equilibrio (el origen del eje x). Ahora el objeto se libera desde el reposo con una posición inicial xi 􀀕 0.200 m y se somete a sucesivas oscilaciones armónicas simples. Encuentre a) la constante de fuerza del resorte,

b) la frecuencia de las oscilaciones y c) la rapidez máxima del objeto. ¿Dónde se presenta la rapidez máxima? d) Encuentre la aceleración máxima del objeto. ¿Dónde se presenta? e) Encuentre la energía total del sistema oscilante. Encuentre f) la rapidez y g) la aceleración del objeto cuando su posición es igual a un tercio del valor máximo.

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?

Un objeto de 50.0 g, conectado a un resorte con una constante de fuerza de 35.0 N/m, oscila sobre una superficie horizontal sin fricción con una amplitud de 4.00 cm. Encuentre a) la energía total del sistema y b) la rapidez del objeto cuando la posición es de 1.00 cm. Encuentre c) la energía cinética y d) la energía potencial cuando la posición es de 3.00 cm.

EL PÉNDULO

El péndulo de Foucault en el Instituto Franklin de Filadelfia. Este tipo de péndulo fue utilizado por primera vez por el físico francés Jean Foucault para verificar la rotación de la Tierra experimentalmente.

Como las oscilaciones del péndulo, el plano vertical en el que oscila parece rotar, golpea sucesivamente sobre los indicadores dispuestos en un círculo en el suelo. En realidad, el plano de oscilación se fija en el espacio y la Tierra que gira bajo el péndulo se mueve en los indicadores condiciones de ser derribado, una tras otra.

El péndulo simple es otro sistema mecánico que muestra movimiento periódico. Consiste en una plomada parecida a una partícula de masa m suspendida de una cuerda ligera de longitud L que está fija en el extremo superior.

Las fuerzas que actúan en la plomada son la fuerza T que ejerce la cuerda y la fuerza gravitacional m.

La ecuación del movimiento tangencial, compuesta por la fuerza restauradora se puede describir en función del desplazamiento.

Se puede usar la aproximación de ángulo pequeño, en la que sen Ø = Ø, donde Ø se mide en radianes.

En tanto Ø sea menor que 10°, el ángulo en radianes y su seno son los mismos aproximadamente.

_{LABORATORIO DE FÍSICA 2}

• Diseñar 2 péndulos con diferentes masas m1 y m2 registrar el periodo de oscilación en la siguiente tabla, el angulo de oscilación debe ser inferior debe ser inferior a 10%.

Formula: T= 2π/W

• Calcule el periodo de oscilación utilizando la fuerza de la gravedad igual a 9.7799 m/s2.

•        Calcular el porcentaje de error exp en cada caso, utilice la fórmula: 
• 
  

• Cuál será el periodo de oscilación del péndulo con la masa m1, si se lo lleva uno de los polos, la gravedad en los polos es 9.83 m/s²