PREGUNTAS Y PROBLEMAS DE FISICA II

PREGUNTAS Y PROBLEMAS 01- FISICA II

1. ¿Cómo se genera una onda?
2. ¿Cuales son los elementos principales de una onda?
3. ¿Cómo y que se propaga en una onda?
4. ¿A que se denomina pulso?
5. ¿Qué son ondas Sísmicas?
6. ¿Cuál es la influencia de las ondas mecánicas en la construcción de infraestructuras: edificios, puentes, etc.
7. Las ondas en el océano con una distancia cresta a cresta de 10 m pueden describirse mediante: [pic 1], donde [pic 2]m/s. a) Dibuje [pic 3] en [pic 4]. b) Dibuje [pic 5] en [pic 6]s. Advierta como toda la forma de la onda se ha movido 2.4m en la dirección [pic 7]positiva en ese intervalo de tiempo.
8. Un tren de onda senoidal se describe por medio de: [pic 8], donde [pic 9]e [pic 10]está en metros y [pic 11] en segundos. determine para esta onda la a) amplitud. b) frecuencia angular. c) número de onda angular. d) longitud de onda. e) velocidad de la onda. f) dirección de movimiento.
9. Dos ondas se describen mediante: [pic 12] y [pic 13], donde [pic 14]e [pic 15]está en metros y [pic 16] en segundos. demuestre que la onda resultante es senoidal y determine la amplitud y fase de esta onda senoidal.
10. Una onda senoidal en una cuerda se describe por medio de: [pic 17], donde [pic 18]y [pic 19]. ¿Qué distancia se mueve la cresta en 10s?. Se mueve en la dirección [pic 20] positiva o negativa?
11. En una soga bajo tensión constante se generan ondas transversales se generan ondas transversales. a) ¿En qué factor aumenta o disminuye la potencia requerida si a) La longitud de la soga se duplica y la frecuencia angular permanece constante? b) La amplitud se duplica y la frecuencia angular se reduce a la mitad. c) Se duplican tanto la longitud de onda como la amplitud, y d) Se reducen a la mitad tanto la longitud de la cuerda como la longitud de onda
12. En t = 0 , se describe un pulso transversal en un alambre mediante la función [pic 21] donde x e y está en metros y t en segundos. a) Encuentre la función y (x, t) que describa este pulso si viaja en la dirección + x con una rapidez de 2.50 m/s. b) Determine la velocidad de desplazamiento vertical del pulso en x = 0 y t = 0. c) Determine la velocidad máxima de desplazamiento vertical, es decir: Vy,max d) Determine la aceleración del pulso vertical en x = 0 y t = 0 e) Determine la aceleración máxima de desplazamiento vertical, es decir: aymax
13. Una onda transversal que se propaga a lo largo de la dirección positiva de las " x" tiene las siguientes propiedades: y max = 6 cm;   [pic 22]cm; v = 48 cm/s y el desplazamiento de la onda en t = 0 y x = 0 es -2 cm. Determine: (a) el número de onda; (b) la frecuencia angular; (c) la constante de fase; (d) ¿cuál es el primer valor positivo de t para el cual el desplazamiento en x = 0 será + 2 cm? (e) Para esta condición inicial, encuentre la coordenada de la partícula sobre el eje positivo de las x más cercana al origen para el cual y = 0
14. (a) Escriba una expresión para y en función de x y t para una onda senoidal que viaja por una cuerda en la dirección negativa de las x con las siguientes características: y max = 8 cm; [pic 23] cm; f = 3 Hz; y y(0, t) = 0 en t = 0 . (b) Escriba una expresión de y en función de x para la onda en a) suponiendo que y(x,0) = 0 en el punto x = 10 cm.
15. Una onda viajera transversal es descrita por la ecuación y(x, t) = 0.72 sen (3.60x − 270t) , donde el desplazamiento está en metros. Encuentre. a) la amplitud, b) la frecuencia angular, c) el número de onda, d) la longitud de onda, e) la frecuencia, y f) la velocidad de la onda.
16. Para la onda descrita en el problema anterior, calcule: a) el desplazamiento, b) la velocidad, y c) la aceleración en el punto x = 0.8m y t = 25ms.
17. Indique cuál(es) de las siguientes relaciones representa(n) ondas viajeras: a) [pic 24] ; b) [pic 25]; c) [pic 26]Para las que correspondan a tales ondas, obtenga las expresiones para la  velocidad de propagación, la longitud de onda, la velocidad    [pic 27]   y la aceleración [pic 28]
18. Demuestre que las funciones de desplazamiento vertical a) [pic 29] . b) [pic 30] , c)  [pic 31]   y d)  [pic 32]  son soluciones de la Ecuación Lineal de Onda: [pic 33]
19. Un astronauta en la Luna quiere medir el valor local de la aceleración en caída libre al cronometrar pulsos que viajan por un alambre del que cuelga un objeto de gran masa. Suponga que un alambre tiene una masa de 4.00 g y una longitud de 1.60 m, y suponga que de él está suspendido un objeto de 3.00 kg. Un pulso requiere 36.1 ms para atravesar la longitud del alambre. Calcule gluna a partir de estos datos. (Puede ignorar la masa del alambre cuando calcule la tensión en él)
20. Una cuerda estirada tiene una masa de 0.18 kg y una longitud de 3.6 m. ¿Qué potencia se debe suministrar para generar ondas armónicas con una amplitud de 0.1 m, longitud de onda 0.5 m y que viaja con una rapidez de 30 m/s?.
21. Un alambre de masa 0.24 kg tiene 48 m de longitud y se encuentra a una tensión de 60 N. Un vibrador eléctrico que opera a una frecuencia de 80[pic 34] rad/s genera ondas armónicas sobre el alambre. El vibrador puede suministrar energía al alambre con una rapidez máxima de 400 J/s. ¿Cuál es la máxima amplitud de los pulsos ondulatorios?
22. Una onda sinusoidal en una cuerda se describe mediante la función de onda: [pic 35], donde x está en metros y t en segundos. La masa por cada longitud de la cuerda es 12.0 g/m. a) Determine la rapidez de la onda, la longitud de onda, la frecuencia y la potencia transmitida a la onda. b) Encuentre la máxima aceleración transversal de un elemento en esta cuerda. c) Determine la máxima fuerza transversal sobre un segmento de cuerda de 1.00 cm. Establezca como se compara esta fuerza con la tensión en la cuerda.
23. Una onda transversal sobre una cuerda se describe mediante la función de onda:[pic 36], Considere el elemento de la cuerda en x = 0 . a) ¿Cuál es el intervalo de tiempo entre los primeros dos instantes cuando este elemento tiene una posición de y = 0.175m? b) ¿Qué distancia recorre la onda durante este intervalo de tiempo?
24. Ondas sinusoidales de 5.00 cm de amplitud se transmitirán a lo largo de una cuerda que tiene una densidad de masa lineal de 4.00x10-2 kg/m. La fuente puede entregar una potencia máxima de 300 W y la cuerda está bajo una tensión de 100 N. ¿Cuál es la frecuencia más alta a la que puede funcionar la fuente?
25. La función de onda para una onda sobre una cuerda tensa es  [pic 37], donde " x" está en metros y "t" en segundos. a) ¿Cuál es la rapidez promedio a la que se trasmite la energía a lo largo de la cuerda si la densidad de masa lineal es de 75.0 g/m? b) ¿Cuál es la energía contenida en cada ciclo de la onda?
26. Una cuerda con densidad lineal de 0.500 g/m se mantiene bajo tensión de 20.0 N. A medida que una onda sinusoidal se propaga en la cuerda, los elementos de la cuerda se mueven con máxima rapidez Vymax. a) Determine la potencia transmitida por la onda como función de Vymax. b) Establezca cómo la potencia depende de Vymax. c) Encuentre la energía contenida en una sección de cuerda de 3.00 m de largo. Exprésela como función de Vymax y la masa m de esta sección. d) Encuentre la energía que la onda porta al pasar por un punto en 6.00 s.

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