FISVIR Física virtual al alcance de todos TALLER DE EJERCICIOS PARA PRACTICAR OBJETOS VIRTUALES DE APRENDIZAJE OVA s OTRAS TAREAS Preguntas. 1. Cuál es la distancia total recorrida por un cuerpo que ejecuta un movimiento armónico simple en un tiempo igual a su periodo si su amplitud es A. 2. Si la coordenada de una partícula varia como cual es la constante de fase? En qué posición empieza su movimiento la partícula? 3. El desplazamiento de una partícula oscilante entre t = 0 y un tiempo t posterior es necesariamente igual a la posición de la partícula en el tiempo t/ Explique. 4. Determine si o no las siguientes cantidades pueden estar en la misma dirección para un oscilador armónico simple (sistema masa resorte): a) el desplazamiento y la velocidad, b) la velocidad y la aceleración, y c) el desplazamiento y la aceleración. 5. La amplitud A y la constante de fase θ pueden determinarse para un oscilador si solo se especifica la posición en t = 0? Explique. 6. Describa cualitativamente el movimiento de un sistema masa - resorte cuando la amasa del resorte no es despreciable. 7. Si un sistema masa resorte se cuelga verticalmente y se pone a oscilar, Por qué el movimiento finalmente se interrumpe? 8. Explique el comportamiento cinemático de un sistema masa resorte en sus puntos de retorno. 9. Explique el comportamiento cinemático de un sistema masa resorte en su punto de equilibrio. 10. Describa el comportamiento cinemática de un péndulo simple: a) cuando la masa oscilante se acerca de la posición de equilibrio, y b) cuando la masa oscilante se aleja de la posición de equilibrio.
Problemas Varios (Lápiz y Papel). 1. Una partícula describe un movimiento oscilatorio armónico simple, de forma que su aceleración máxima es de 18 m/s 2 y su velocidad máxima es de 3 m/s. Encontrar: a) La frecuencia de oscilación de la partícula. b) La amplitud del movimiento. 2. Un móvil describe un M. De 5 cm de amplitud y 1,25 s de periodo. Escribir la ecuación de su elongación sabiendo que en el instante inicial la elongación es máxima y positiva. 3. La elongación de un móvil que describe un más, viene dada, en función del tiempo, por la expresión: (SI). Determinar: a) Amplitud, frecuencia y periodo del movimiento. b) Fase del movimiento en t = 2s. c) Velocidad y aceleración del móvil en función del tiempo. d) Posición, velocidad y aceleración del móvil en t = 1 s. e) Velocidad y aceleración máximas del móvil. f) Desplazamiento experimentado por el móvil entre t = 0 y t = 1 s. 4. Un oscilador consta de un bloque de 512 g de masa unido a un resorte. En t =0, se estira 34,7 cm respecto a la posición de equilibrio y se observa que repite su movimiento cada 0,484 segundos. Halle: a) el periodo, b) la frecuencia, c) la frecuencia angular, d) la constante de fuerza, e) la velocidad máxima, f) la fuerza máxima ejercida sobre el bloque, y g) la ecuación de movimiento (asumiendo que V (0) = 0) 5. Un cuerpo oscila con movimiento armónico simple de acuerdo con la ecuación con x en metros y t en segundos. Halle: a) el desplazamiento, la velocidad, y la aceleración en el tiempo t = 1,90 s y, b) la frecuencia y el periodo del movimiento. 6. El desplazamiento de una partícula está dado por la expresión donde x esta en metros y t en segundos. Determinar:
a) La frecuencia, la amplitud, el periodo del movimiento y la constante de fase. b) La velocidad y la aceleración en función del tiempo. c) La velocidad y aceleración máximas. d) La aceleración a los 0,25 segundos. Velocidad y aceleración cunado la posición es 1,00 m. 7. Una partícula de masa 2,0 kg está unida a un resorte de constante elástica 72 N/m y se mueve a lo largo del eje x en un movimiento armónico simple. Se observa que en t = 0 s la velocidad de la partícula es máxima, igual a 4,2 m/s. tomando x = 0 m como la posición de equilibrio del sistema, halle: a) la ecuación de movimiento, de la velocidad y de la aceleración de la partícula, construye sus gráficas, b) la aceleración a los 0,2 m, y c) la velocidad y aceleración para t = 1,3 s. 8. La ecuación para la velocidad de un movimiento armónico simple es segundos. Describe el movimiento con la velocidad expresada en cm/s y el tiempo en 9. Un cuerpo oscila con movimiento armónico simple a lo largo del eje x. su desplazamiento varia con el tiempo de acuerdo con la ecuación. Donde t está en segundos y los ángulos en el segundo paréntesis están en radianes. a) Determine la amplitud, la frecuencia y el periodo del movimiento. b) Calcule la velocidad y la aceleración del cuerpo en cualquier tiempo t. c) Con los resultados del inciso b) determine la posición, velocidad y aceleración del cuerpo en t = 1.0 s. d) Determine la velocidad máxima y la aceleración máxima del cuerpo. e) Encuentre el desplazamiento del cuerpo entre t = 0 s y t = 1.0 s. f) Cuál es la fase del movimiento en t = 2.0 s.? g) Construya las gráficas de x t, v t, y a t para t =T. Haciendo uso de Excel.
10. Un cuerpo de masa 100 g posee un movimiento armónico simple a lo largo de una línea recta AB de 10 cm de longitud, con un periodo de 2 s. Calcular: a) La velocidad y aceleración en el punto medio de la recta AB b) La velocidad y aceleración en el extremo B Problemas Excel. 1. Utilice Excel y construya las gráficas para las siguientes funciones armónicas, t = T a) ( ) b) ( ) c) ( ) 2. Utilice Excel para graficar la posición x de un objeto que experimenta movimiento Sobre la misma grafica dibuje la función para objeto, b) repita el enciso a) con 3. Utilice Excel para graficar la velocidad v de un objeto que experimenta movimiento obre la misma grafica dibuje la función para objeto, b) repita el enciso a) con 4. Utilice Excel para graficar la aceleración a de un objeto que experimenta movimiento Sobre la misma grafica dibuje la función para
objeto, b) repita el enciso a) con 5. Utilice Excel para graficar la posición, velocidad y aceleración para un objeto que experimenta movimiento armónico simple están dadas por las ecuaciones: Las variables de entrada deben ser.