FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE SISTEMAS

CURSO: FISICA ll

Práctica Escrita de la Primera Unidad (I)

Autor: Valverde Huangal Karen

Chimbote/Perú

A los participantes:

El docente tutor programa una prueba escrita correspondiente a los temas anteriores, de manera individual.

CUESTIONARIO:

1. ¿Cuáles son los características de MAS?

Vibración u oscilación: Distancia recorrida por la partícula en un

movimiento completo de vaivén.

Centro de oscilación, O: Punto medio de la distancia que separa las dos

posiciones extremas alcanzadas por la partícula móvil

Elongación y distancia que en cada instante separa la partícula móvil del

centro de oscilación O, tomado como origen de las elongaciones.

Coordenada de la posición de la partícula en un momento dado.

Consideramos positivos las valores de esta coordenada a la derecha del

punto O y negativos a la izquierda.

Amplitud A, valor máximo de la elongación.

Periodo T, tiempo empleado por la partícula en efectuar una oscilación

completa.

Frecuencia, f o n, número de oscilaciones efectuadas en la unidad de

tiempo. Inversa del periodo f = 1/T (Hz)

Pulsación o frecuencia angular o velocidad angular, w, N° de periodos

comprendidos entre 2π unidades de tiempo. ω = 2.π/T = 2.π.f.rard/s.

2. Cite 5 ejemplos del MAS

Ejemplo 1:

Un objeto de 2,5 kg está unido a un muelle horizontal y realiza un

movimiento armónico simple sobre una superficie horizontal sin

rozamiento con una amplitud de 5 cm y una frecuencia de 3,3 Hz.

Determine:

a) El periodo del movimiento.

b) La velocidad máxima y la aceleración máxima del objeto.

Ejemplo 2:

Se dispone de un muelle elástico sujeto por un extremo al techo de una

habitación. Si colgamos por el otro extremo un cuerpo de 6 kg de masa, el

muelle se alarga 20 cm. Calcule:

a) La constante elástica del muelle.

b) El periodo de las oscilaciones que realizará si se le aparta de su posición

de equilibrio y se le deja libremente para que ejecute un movimiento

armónico simple.

Ejemplo 3:

Se estira un muelle hasta que su longitud aumenta 5 cm. A continuación se

suelta y se le deja oscilar libremente, de forma que da 30 oscilaciones

completas en 5 segundos.

Determina:

a) La ecuación de su movimiento suponiendo que empezamos a estudiarlo

cuando se encuentra en la posición más estirada.

b) La posición en la que se encuentra el muelle a los 10 s de iniciado el

movimiento.

c) El tiempo que tarda el muelle en alcanzar la posición de equilibrio desde

que está en la posición de máximo estiramiento.

Ejemplo 4:

Un punto material pende del extremo de un muelle. Se tira de él y se le hace oscilar de manera que entre el punto más alto y el más bajo este recorre una distancia de 20 cm y tarda 20 s en completar cinco oscilaciones. Determina la velocidad y la aceleración del móvil cuando se encuentra a 6 cm del punto más bajo.

Ejemplo 5:

3. ¿Qué entiende por Fuerza de Recuperación?

La fuerza de recuperación o llamadas también Las fuerzas restauradoras o bien opositoras, son aquellas que se oponen a la deformación de un material, éstas dependen de la elasticidad del material. Se llaman fuerzas restauradoras ya que tienden a restaurar la forma del material u objeto al cual se le está aplicando una fuera externa.

4. ¿Cuáles son las características del Movimiento Pendular?

Hay tres características del movimiento pendular que son: péndulo simple, péndulo de torsión y péndulo físico.

Péndulo simple: El sistema físico llamado péndulo simple está constituido por una masa puntual m suspendida de un hilo inextensible y sin peso que oscila en el vació en ausencia de fuerza de rozamientos. Dicha masa se desplaza sobre un arco circular con movimiento periódico.

Péndulo de torsión: Se dice que un cuerpo se desplaza con movimiento armónico de rotación entono a un eje fijo cuando un Angulo de giro resulta función sinusoidal del tiempo y el cuerpo se encuentra sometido a una fuerza recuperadora cuyo momento es proporcional a la elongación angular.

Péndulo físico: El péndulo físico, también llamado péndulo compuesto, es un sistema integrado por un sólido de forma irregular, móvil en torno a un punto o a eje fijos, y que oscila solamente por acción de su peso.

5. ¿En Física, que se entiende por "Condiciones Normales"?

Es un término cualitativo que depende de la preferencia del investigador; a menudo implica la presión del ambiente y la temperatura del lugar. Es preferible que estas variables de temperatura y presión sean fijadas como valores representativos de las condiciones actuales (o rango de condiciones) empleadas en el estudio.

6. En Física, ¿En qué casos no se toma en cuenta la Aceleración de la Gravedad?

Si el movimiento considerado es de descenso o de caída, el valor de g resulta positivo como corresponde a una autentica aceleración. Si por el contrario es en ascenso vertical el valor de g se considera negativo, pues se trata en tal caso de un movimiento decelerado

7. En un Plano Cartesiano ¿Cómo se grafica el Punto Máximo y Mínimo del MAS?

8. ¿Cómo se reconoce cuando una función es seno o coseno en el Plano Cartesiano?

9. Escriba la Fórmula que se utiliza para hallar el número de frecuencias (oscilaciones en el MAS)

10. Explique brevemente la Teoría de la Asociación de Resortes y cite 3 ejemplos

El concepto es análogo al de las asociaciones de elementos en un circuito. Dos resortes estarán

En paralelo, cuando están conectados por sus dos extremos, En serie, cuando lo están solo por uno de ellos y en el punto de

conexión no hay conectado ningún resorte adicional.

Ejercicio 1:

Ejercicio 2:

Ejercicio 3:

Una fuerza de 30N estira 15 cm un resorte vertical.

a) ¿Qué masa ha de suspenderse del resorte para que el sistema oscile con un período de (π /4) s.

b) Si la amplitud del movimiento es de 5 cm, ¿dónde está el cuerpo y en que dirección se mueve (π /12) s después de haber sobrepasado la posición de equilibrio, dirigiéndose hacia abajo?.

c) ¿Qué fuerza ejerce el resorte sobre el cuerpo cuando está 3 cm por debajo de la posición de equilibrio y moviéndose hacia arriba?.

Desarrollo

F = 30 N

A = 15 cm = 0,15 m

a)

T = π.s/4

m = ?

F = k.x

k = F/x

k = 30/0,15 = 200 N.m-1

T = 2.π.√m/k

m = k.(T/2.π)²

m = 200.[(π /4)/(2.π)]² = 3,12 kg

b)

A = 5 cm = 0,05 m

x = ?

t = π s/12

x = 5.cos.8t

se tiene que:

x = 5.cos (8.π /12) = 4,33 cm

v = -40.sin.8t

v = -20 cm/s; esto nos da a conocer que el cuerpo se está moviendo hacia el centro,

desde abajo hacia arriba.

c)

Tenemos que cuando está 3 cm debajo de la posición de equilibrio la fuerza es:

F = -k.x

F = -6N; pero como se necesita la fuerza total que es:

FT = F eq + F; entonces:

FT = m.g + F

FT = 3,125.9,8 + 6

FT = 36,6 N