COLEGIO LA INMACULADAAÑO 2008-2009

MATERIA: FÍSICA

EXÁMENES

1ª evaluación

Nombre: Nº:

INSTRUCCIONES GENERALES Y VALORACIÓN

TIEMPO: Una hora y treinta minutos.

INSTRUCCIONES: La prueba consta de dos partes:

La primera parte consiste en un conjunto de cinco cuestiones de tipo teórico conceptual o teórico-práctico, de las cuales el alumno debe responder solamente a cuatro.

La segunda parte consiste en dos repertorios A y B, cada uno de ellos constituido por tres problemas. El alumno debe optar por uno de los dos repertorios y resolver los tres problemas del mismo. (El alumno podrá hacer uso de calculadora científica no programable).

PUNTUACIÓN: Cada cuestión debidamente justificada y razonada con la solución correcta se calificará con un máximo de 1,0 puntos.

Cada problema debidamente planteado y desarrollado con la solución correcta se calificará con un máximo de 2 puntos.

En aquellas cuestiones y problemas que consten de varios apartados, la calificación será la misma para todos ellos, salvo indicación expresa en los enunciados.

Primera parte.Cuestión 1.-

a) Explique las variaciones energéticas que se dan en un oscilador armónico durante una oscilación. ¿Se conserva la energía del oscilador? Razone la respuesta.b) Si se duplica la energía mecánica de un oscilador armónico, ¿cómo varía la amplitud y la frecuencia de las oscilaciones? Razone la respuesta.

Cuestión 2. La frecuencia de la bocina de un coche parado es 400 Hz. Determinar la frecuencia y longitud de onda observada por un receptor estacionario si el coche se mueve con una velocidad de 122 km/h.Dato: vs= 340 m/s

Cuestión 3. La música en un bar produce un nivel de intensidad sonora de 80 dB. Cuando la puerta del bar está cerrada, en la calle el rumor del tráfico produce un nivel de intensidad sonora de 65 dB. Calcúlese el nivel de intensidad sonora que se percibirá en la calle cuando se abre la puerta del bar.

Dato:

Cuestión 4. Considerar la siguiente ecuación de onda: y(x,t) = A sen (bt – cx)a. ¿Qué representan los coeficientes A, b, c?, ¿cuáles son sus unidades? b. ¿Qué interpretación tendría que la función fuera “coseno” en lugar de

“seno”? ¿y que el signo dentro del paréntesis fuera + en lugar de –?

Cuestión 5. En una cuerda colocada a lo largo del eje x se propaga una onda determinada por la función: Y(x,t)=0,02sen (8t-4x) S.I ¿Cuánto tiempo tarda la perturbación en recorrer una distancia de 8m?

Segunda parte.REPERTORIO A

Problema 1.- Una masa de 4 kilogramos cuelga en reposo de un muelle de constante elástica k= 900 N/m suspendido desde el techo.Tiramos hacia abajo y desplazamos la masa 10 centímetros y soltamos. Calcula razonadamente:

a) Ecuaciones del movimiento: x(t), v(t), a(t) y significado físico de las mismas.b) Frecuencia, velocidad máxima, aceleración máxima, y energía mecánica.c) Velocidad de la masa a los 0.15 segundos de ser soltada y energía cinética en dicho

instante.d) Posición del cuerpo en el instante anterior y energía potencial elástica en dicho

instante. ¿Se conserva la energía mecánica?e) Representa gráficamente la aceleración del cuerpo en función del tiempo y analiza los

resultados.

Problema 2. Una onda transversal que se propaga por una cuerda, coincidente con el eje X, tiene por expresión matemática , en unidades internacionales.

Determina:a. Los valores de la longitud de onda y la velocidad de propagación.b. Las expresiones que representan la elongación y la velocidad en función del tiempo, para

un punto de la cuerda situado a una distancia x = 1,5 m del origen.c. Los valores máximos de la velocidad y la aceleración.d. La distancia mínima que separa dos puntos de la cuerda que, en un mismo instante,

vibran desfasados 2 radianes.

Problema 3. Una máquina industrial emite ondas con una potencia de 40 w. Considerando esta fuente sonora como un foco puntual y despreciando la atenuación de las ondas en el aire, determinar:

a. El nivel de intensidad que percibirá un trabajador situado a 10 m de la máquinab. ¿A qué distancia de la máquina el nivel de intensidad será de 130 dB?c. Si colocamos otra máquina, que emite con igual potencia, en el extremo opuesto a la

primera y a igual distancia del trabajador, ¿qué nivel de intensidad registrará el trabajador debido a las dos máquinas?

Dato:

REPERTORIO B

Problema 1.- Una partícula inicia un movimiento armónico simple en el extremo de su trayectoria y tarda 0.1s en llegar al centro de ella. Si la distancia entre ambas posiciones es de 20 cm , calcula:

a. periodo del movimiento y su frecuencia angular.b. posición de la partícula 1s después de iniciado el movimientoc. esta partícula tiene una cierta energía cinética máxima. si esta partícula tardase el

doble  de  tiempo (0.2s) en realizar el mismo recorrido, determina la relación entre las dos energías cinéticas máximas.

Problema 2. Sea y (x,t) = 3 sen π (t/2 – x/3) Ejes cartesianos, sistema internacional de unidadesa) Tipo de movimiento y magnitudes características del mismo.b) Representa gráficamente la función es los instantes t1 =1 segundo y t2 = 9 segundos. Interpreta el resultado.c) Calcula el desfase entre los puntos X1=20 metros y el punto X2=5 metros e interpreta el resultado. Verifica tu interpretación calculando: y (X1, 14 segundos) , y (X2, 14 segundos)v(X1, 14 segundos) , v(X2, 14 segundos)

Problema 3. Dos altavoces A y B están alimentados por el mismo amplificador y emiten ondas sinusoidales en fase. El altavoz B está a 2,00 m del altavoz A. La frecuencia de las ondas producidas por los altavoces es 700 Hz y su velocidad en el aire es de 350 m/s. Considerar el punto P entre los altavoces y a lo largo de la línea que los conecta, a una distancia x hacia la derecha del altavoz A. ¿para qué valores de x se producirán interferencias destructivas en el punto P?