CORPORACION UNIVERSITARIA DEL HUILA
FACULTAD DE INGENIERIA
FISICA III
ASIGNACIÓN # 1
1. Una cuerda de piano produce una nota la medio vibrando primordialmente a 220 Hz.
a) Calcule su periodo y frecuencia angular. b) Calcule el periodo y la frecuencia
angular de una soprano que canta un la una octava más arriba, que tiene el doble de
la frecuencia de la cuerda de piano.
2. Si un objeto en una superficie horizontal sin fricción se une a un resorte, se desplaza
y después se suelta, oscilará. Si se desplaza 0.12 m de su posición de equilibrio y se
suelta con rapidez inicial cero, después de 0.8 s su desplazamiento es de 0.12 m en el
lado opuesto, habiendo pasado la posición de equilibrio una vez durante este
intervalo. Calcule a) la amplitud, b) el periodo y c) la frecuencia.
3. La punta de un diapasón efectúa 440 vibraciones completas en 0.5 s. Calcule la
frecuencia angular y el periodo del movimiento.
4. Un cuerpo de masa desconocida se une a un resorte ideal con constante de fuerza de
120 N/m. Se observa que vibra con una frecuencia de 6.00 Hz. Calcule a) el periodo
del movimiento; b) la frecuencia angular; y c) la masa del cuerpo.
5. Cuando una masa de 0.75 kg oscila en un resorte ideal, la frecuencia es de 1.33 Hz.
a) ¿Cuál será la frecuencia si se agregan 0.22 kg a la masa original, y b) y si se restan
de la masa original? Intente resolver este problema sin calcular la constante de fuerza
del resorte.
6. La velocidad de una masa de 0.500 kg en un resorte está dada en función del tiempo
por 𝑣𝑥= 3.6𝑆𝑒𝑛(4.71𝑡 − 𝜋
2) Calcule a) el periodo, b) la amplitud, c) la aceleración
máxima de la masa y d) la constante de fuerza del resorte.
7. El desplazamiento en función del tiempo de una masa de 1.5 kg en un resorte está
dado por la ecuación: 𝑥(𝑡)= 7.4𝐶𝑜𝑠(4.16𝑡 − 2.42) Calcule a) el tiempo que tarda
una vibración completa; b) la constante de fuerza del resorte; c) la rapidez máxima
de la masa; d ) la fuerza máxima que actúa sobre la masa; e) la posición, rapidez y
aceleración de la masa en t = 1 s; f ) y la fuerza que actúa sobre la masa en ese
momento.
8. n oscilador armónico tiene frecuencia angular v y amplitud A. a) Calcule la magnitud
del desplazamiento y de la velocidad cuando la energía potencial elástica es igual a
la energía cinética. (Suponga que U = 0 en el equilibrio.) b) ¿Cuántas veces sucede
eso en cada ciclo? ¿Cada cuándo sucede? c) En un instante en que el desplazamiento
es igual a A/2, ¿qué fracción de la energía total del sistema es cinética y qué fracción
es potencial?
9. Un deslizador de 0.5 kg, conectado al extremo de un resorte ideal con constante de
fuerza k = 450 N/m, está en MAS con una amplitud de 0.04 m. Calcule a) la rapidez
máxima del deslizador; b) su rapidez cuando está en x = - 0.015 m; c) la magnitud de
su aceleración máxima; d) su aceleración en x = - 0.015 m; e) su energía mecánica
total en cualquier punto de su movimiento
10. Se tira de un péndulo simple de 0.240 m de longitud para moverlo 3.5° a un lado y
luego se suelta. a) ¿Cuánto tarda la lenteja del péndulo en alcanzar su rapidez
máxima? b) ¿Cuánto tarda si el ángulo es de 1.75° en vez de 3.5°?.
11. Una manzana pesa 1 N. Si la colgamos del extremo de un resorte largo con constante
de fuerza de 1.50 N/m y masa despreciable, rebota verticalmente en MAS. Si
detenemos el rebote y dejamos que la manzana oscile de lado a lado con un ángulo
pequeño, la frecuencia de este péndulo simple es la mitad de la del rebote. (Puesto
que el ángulo es pequeño, las oscilaciones de lado a lado no alteran apreciablemente
la longitud del resorte.) ¿Qué longitud tiene el resorte no estirado (sin la manzana)?.
12. Después de posarse en un planeta desconocido, una exploradora espacial construye
un péndulo simple con longitud de 50 cm y determina que efectúa 100 oscilaciones
completas en 136 s. ¿Cuánto vale g en ese planeta?.
13. Una llave inglesa de 1.80 kg tiene su pivote a 0.250 m de su centro de masa y puede
oscilar como péndulo físico. El periodo para oscilaciones de ángulo pequeño es de
0.94 s. a) ¿Qué momento de inercia tiene la llave con respecto a un eje que pasa por
