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Evaluacin de desempeo

Fsica IIUnidad 1 - Oscilaciones

1. Define periodo y frecuencia.

2. Completa las siguientes afirmaciones:a. En un movimiento oscilatorio, el indica el tiempo que tarda el mvil en realizar una

oscilacin, mientras que la es el nmero de oscilaciones que da el mvil en una unidad de tiempo.

b. El movimiento armnico es producido por una fuerza recuperadora que se origina cuando el cuerpo se separa de su posicin de equilibrio.

3. Un resorte realiza 10 oscilaciones en 2 s. Calcula su frecuencia en hertz y su periodo de oscilacin en segundos.

4. Una partcula efecta un movimiento armnico simple cuya ecuacin es: x(t) 0,3 cos 2t 6

donde x se mide en m, y t, en segundos.a. Determina la frecuencia, el periodo, la amplitud y la fase inicial del movimiento.b. Encuentra la ecuacin de la velocidad y la aceleracin de la partcula.

5. Se estira un muelle hasta que su longitud aumenta 5 cm. A continuacin se suelta y se le deja oscilar libremente, de forma que da 30 oscilaciones completas en 5 segundos. Determina:a. La ecuacin de su movimiento suponiendo que se empieza a estudiarlo cuando se encuentra en la posicin ms

estirada.b. La posicin 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 posicin de equilibrio desde que est en la posicin de mximo

estiramiento.

6. En el extremo de un muelle colocamos un cuerpo, lo estiramos una longitud de 4 cm y lo dejamos oscilar libremente. Escribe la funcin que permite conocer su elongacin, velocidad y aceleracin en funcin del tiempo si vibra con una frecuencia de 2 Hz.

7. Una partcula de masa m empieza su movimiento a partir del reposo en x = 25 cm y oscila alrededor de su posicin en equilibrio en x = 0 con un periodo de 1,5 s. Escribe las ecuaciones que nos proporcionan: x en funcin de t, la velocidad en funcin de t y la aceleracin en funcin de t.

8. Una partcula puntual realiza un movimiento armnico simple de amplitud 8 m que responde a la ecuacin a = -16x, donde x indica la posicin de la partcula en metros y a es la aceleracin del movimiento expresada en m/s2.a. Calcula la frecuencia y el valor mximo de la velocidad.b. Calcula el tiempo invertido por la partcula para desplazarse desde la posicin x1 = 2 m hasta la posicin x2 = 4 m.

9. Siempre que un cuerpo realiza un movimiento oscilatorio describe un movimiento armnico simple? Explica tu respuesta.

10. La constante de elasticidad de un resorte es 7 N/m, qu fuerza se debe ejercer sobre l para deformarlo 24 cm?

11. Una partcula oscila con movimiento armnico simple con una amplitud de 25 cm y un perodo de 2 segundos.Calcula:a. La elongacin mxima.b. La velocidad mxima.c. La aceleracin mxima.

12. Por qu a un pelotn de soldados que marcha llevando el paso a lo largo de un camino, se le ordena romperlo cuandopasa por un puente? Explica tu respuesta.

13. Cmo se debe ajustar la longitud de un pndulo para corregir la hora de un reloj que se atrasa? Justifica tu respuesta.

14. Un cuerpo de 5 kg de masa que oscila ligado a un resorte realiza 9 oscilaciones en 7 segundos. Si la amplitud delmovimiento es de 0,5 m, calcula:a. La aceleracin mxima del cuerpo.b. La constante de elasticidad del resorte.c. La energa cintica y la energa potencial cuando la elongacin es de 0,3 m.d. La energa cintica y la energa potencial en la posicin de equilibrio.

15. Calcula la longitud de un pndulo que realiza 15 oscilaciones en 4 segundos.

16. Un cuerpo de 4,5 kg oscila atado a un resorte de constante 200 N/m. Si la velocidad en la posicin de equilibrio es de2 m/s y no se considera friccin, determina la energa mecnica total.

17. Una masa puntual de 150 g unida a un muelle horizontal de constante elstica k = 65 N/m constituye un oscilador armnico simple. Si la amplitud del movimiento es de 5 cm, determine:a. La expresin de la velocidad de oscilacin de la masa en funcin de la elongacin.b. La energa potencial elstica del sistema cuando la velocidad de oscilacin es nula.c. La energa cintica del sistema cuando la velocidad de oscilacin es mxima.d. La energa cintica y la energa potencial elstica del sistema cuando el mdulo de la aceleracin de la masa es igual

a 13 m/s 2.

18. Una masa de 0,01 kg realiza un movimiento armnico simple de ecuacin y = 5 cos(2t + /6) (magnitudes SI). Calcula:a. Posicin, velocidad y aceleracin en t = 1 s.b. Energa potencial en y = 2 m.c. La energa potencial es negativa en algn instante?

19. Una partcula de 100 g realiza un movimiento armnico simple de amplitud 3 m y cuya aceleracin viene dada por laexpresin a = 92x en unidades SI. Sabiendo que se ha empezado a contar el tiempo cuando la aceleracin adquiere suvalor absoluto mximo en los desplazamientos positivos, determina:a. El periodo y la constante recuperadora del sistema.b. La expresin matemtica del desplazamiento en funcin del tiempo x = x(t).c. Los valores absolutos de la velocidad y de la aceleracin cuando el desplazamiento es la mitad del mximo.d. Las energas cintica y potencial en el punto donde tiene velocidad mxima.