PREGUNTAS Y PROBLEMAS 01- FISICA II1. ¿Cómo se genera una onda?

2. ¿Cuales son los elementos principales de una onda?

3. ¿Cómo y que se propaga en una onda?

4. ¿A que se denomina pulso?

5. ¿Qué son ondas Sísmicas?

6. ¿Cuál es la influencia de las ondas mecánicas en la construcción de

infraestructuras: edificios, puentes, etc.

7. Las ondas en el océano con una distancia cresta a cresta de 10 m pueden

describirse mediante: , donde m/s. a)

Dibuje en . b) Dibuje en s. Advierta como toda la

forma de la onda se ha movido 2.4m en la dirección positiva en ese

intervalo de tiempo.

8. Un tren de onda senoidal se describe por medio de:

, donde e está en metros y en segundos.

determine para esta onda la a) amplitud. b) frecuencia angular. c) número

de onda angular. d) longitud de onda. e) velocidad de la onda. f) dirección

de movimiento.

9. Dos ondas se describen mediante: y

, donde e está en metros y en segundos.

demuestre que la onda resultante es senoidal y determine la amplitud y

fase de esta onda senoidal.

10. Una onda senoidal en una cuerda se describe por medio de:

, donde y . ¿Qué distancia se

mueve la cresta en 10s?. Se mueve en la dirección positiva o negativa?

11. En una soga bajo tensión constante se generan ondas transversales se

generan ondas transversales. a) ¿En qué factor aumenta o disminuye la

potencia requerida si a) La longitud de la soga se duplica y la frecuencia

angular permanece constante? b) La amplitud se duplica y la frecuencia

angular se reduce a la mitad. c) Se duplican tanto la longitud de onda

como la amplitud, y d) Se reducen a la mitad tanto la longitud de la cuerda

como la longitud de onda

12. En t = 0 , se describe un pulso transversal en un alambre mediante la

función donde x e y está en metros y t en segundos. a)

Encuentre la función y (x, t) que describa este pulso si viaja en la dirección

+ x con una rapidez de 2.50 m/s. b) Determine la velocidad de

desplazamiento vertical del pulso en x = 0 y t = 0. c) Determine la

velocidad máxima de desplazamiento vertical, es decir: Vy,max d) Determine

la aceleración del pulso vertical en x = 0 y t = 0 e) Determine la

aceleración máxima de desplazamiento vertical, es decir: aymax

13. Una onda transversal que se propaga a lo largo de la dirección positiva de

las " x" tiene las siguientes propiedades: y max = 6 cm; cm; v = 48

cm/s y el desplazamiento de la onda en t = 0 y x = 0 es -2 cm. Determine:

(a) el número de onda; (b) la frecuencia angular; (c) la constante de fase;

(d) ¿cuál es el primer valor positivo de t para el cual el desplazamiento en

x = 0 será + 2 cm? (e) Para esta condición inicial, encuentre la

coordenada de la partícula sobre el eje positivo de las x más cercana al

origen para el cual y = 0

14. (a) Escriba una expresión para y en función de x y t para una onda

senoidal que viaja por una cuerda en la dirección negativa de las x con las

siguientes características: y max = 8 cm; cm; f = 3 Hz; y y(0, t) = 0 en

t = 0 . (b) Escriba una expresión de y en función de x para la onda en a)

suponiendo que y(x,0) = 0 en el punto x = 10 cm.

15. Una onda viajera transversal es descrita por la ecuación y(x, t) = 0.72 sen

(3.60x − 270t) , donde el desplazamiento está en metros. Encuentre. a) la

amplitud, b) la frecuencia angular, c) el número de onda, d) la longitud de

onda, e) la frecuencia, y f) la velocidad de la onda.

16. Para la onda descrita en el problema anterior, calcule: a) el

desplazamiento, b) la velocidad, y c) la aceleración en el punto x = 0.8m y

t = 25ms.

17. Indique cuál(es) de las siguientes relaciones representa(n) ondas viajeras:

a) ; b) ; c) Para las

que correspondan a tales ondas, obtenga las expresiones para la

velocidad de propagación, la longitud de onda, la velocidad y la

aceleración

18. Demuestre que las funciones de desplazamiento vertical a)

. b) , c) y d)

son soluciones de la Ecuación Lineal de Onda:

19. Un astronauta en la Luna quiere medir el valor local de la aceleración en

caída libre al cronometrar pulsos que viajan por un alambre del que cuelga

un objeto de gran masa. Suponga que un alambre tiene una masa de 4.00

g y una longitud de 1.60 m, y suponga que de él está suspendido un

objeto de 3.00 kg. Un pulso requiere 36.1 ms para atravesar la longitud

del alambre. Calcule gluna a partir de estos datos. (Puede ignorar la masa

del alambre cuando calcule la tensión en él)

20. Una cuerda estirada tiene una masa de 0.18 kg y una longitud de 3.6 m.

¿Qué potencia se debe suministrar para generar ondas armónicas con una

amplitud de 0.1 m, longitud de onda 0.5 m y que viaja con una rapidez de

30 m/s?.

21. Un alambre de masa 0.24 kg tiene 48 m de longitud y se encuentra a una

tensión de 60 N. Un vibrador eléctrico que opera a una frecuencia de 80

rad/s genera ondas armónicas sobre el alambre. El vibrador puede

suministrar energía al alambre con una rapidez máxima de 400 J/s. ¿Cuál

es la máxima amplitud de los pulsos ondulatorios?

22. Una onda sinusoidal en una cuerda se describe mediante la función de

onda: , donde x está en metros y t en

segundos. La masa por cada longitud de la cuerda es 12.0 g/m. a)

Determine la rapidez de la onda, la longitud de onda, la frecuencia y la

potencia transmitida a la onda. b) Encuentre la máxima aceleración

transversal de un elemento en esta cuerda. c) Determine la máxima

fuerza transversal sobre un segmento de cuerda de 1.00 cm. Establezca

como se compara esta fuerza con la tensión en la cuerda.

23. Una onda transversal sobre una cuerda se describe mediante la función de

onda: , Considere el elemento de

la cuerda en x = 0 . a) ¿Cuál es el intervalo de tiempo entre los primeros

dos instantes cuando este elemento tiene una posición de y = 0.175m? b)

¿Qué distancia recorre la onda durante este intervalo de tiempo?

24. Ondas sinusoidales de 5.00 cm de amplitud se transmitirán a lo largo de

una cuerda que tiene una densidad de masa lineal de 4.00x10 -2 kg/m. La

fuente puede entregar una potencia máxima de 300 W y la cuerda está

bajo una tensión de 100 N. ¿Cuál es la frecuencia más alta a la que puede

funcionar la fuente?

25. La función de onda para una onda sobre una cuerda tensa es

, donde " x" está en metros y "t" en

segundos. a) ¿Cuál es la rapidez promedio a la que se trasmite la energía

a lo largo de la cuerda si la densidad de masa lineal es de 75.0 g/m? b)

¿Cuál es la energía contenida en cada ciclo de la onda?

26. Una cuerda con densidad lineal de 0.500 g/m se mantiene bajo tensión de

20.0 N. A medida que una onda sinusoidal se propaga en la cuerda, los

elementos de la cuerda se mueven con máxima rapidez Vymax. a)

Determine la potencia transmitida por la onda como función de Vymax. b)

Establezca cómo la potencia depende de Vymax. c) Encuentre la energía

contenida en una sección de cuerda de 3.00 m de largo. Exprésela como

función de Vymax y la masa m de esta sección. d) Encuentre la energía que

la onda porta al pasar por un punto en 6.00 s.