HDT-3, Ondas y Oscilaciones (Marzo-2015, Fsica 2-AIVL)

Figura P1Problema 1. Un bloque de masa est conectado a un resorte de masa y oscila en movimiento armnico simple sobre una pista horizontal sin friccin (Figura P1). La constante de fuerza del resorte es y la longitud de equilibrio es . Suponga que todas las porciones del resorte oscilan en fase y que la velocidad de un segmento es proporcional a la distancia desde el extremo fijo; esto es, . Adems, advierta que la masa de un segmento del resorte es . Encuentre a) la energa cintica del sistema cuando el bloque tiene una rapidez y b) el periodo de oscilacin. Respuestas: a) b) Problema 2. Una masa de 56 g atada a un resorte oscila como lo muestra la figura adjunta. Escriba una ecuacin para el desplazamiento de la masa como funcin del tiempo.

Preguntas Tericas:

PT1. Dos ondas viajan en la misma cuerda. Es posible para ambas tener a) diferentes frecuencias, b) diferentes longitudes de onda, c) diferentes rapideces, d) diferentes amplitudes, e) la misma frecuencia, pero diferentes longitudes de onda? Explique su razonamiento.

PT2. Los nios hacen telfonos de juguete introduciendo cada extremo de un hilo largo por un agujero en la base de un vaso de cartn, y anudndolo para que no se salga. Si el hilo se tensa, es posible transmitir sonido de un vaso al otro. Cmo funciona esto? Por qu es ms fuerte el sonido transmitido que el que viaja la misma distancia por aire?

PT3. Dos cuerdas con diferente masa por unidad de longitud y se unen y se estiran con una tensin . Una onda viaja por la cuerda y pasa por la discontinuidad de . Indique cules de las siguientes propiedades de la onda sern iguales en ambos lados de la discontinuidad y cules cambiarn: rapidez de la onda, frecuencia, longitud de onda. Justifique con argumentos fsicos cada respuesta.