MOVIMIENTOS PERIODICOS. OSCILACIONES

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1.5.1.- ENERGIA CINÉTICA

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1.5.2.- ENERGIA POTENCIAL

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1.5.2.- ENERGIA MECÁNICA

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EJERCICIOS PAU

CUESTIONES

2.- Una partícula de masa m oscila en el eje X según la ecuación x(t)=Asen(ωt). Obtén una expresión para la energía cinética de la partícula.

1.- Escribe la ecuación del movimiento armónico simple, indica el significado físico de cada uno de

sus términos y cita dos ejemplos de este tipo de movimiento.

4.- Considera un resorte ideal (de masa despreciable) y un cuerpo que cuelga de él. Haciendo uso de

un cronómetro y una balanza, explica razonadamente cómo se puede obtener experimentalmente la

constante elástica del resorte.

3.- Un oscilador armónico se encuentra en un instante determinado en una posición que es igual a un tercio de su amplitud A. Determina para dicho instante la relación existente entre la energía cinética y la energía potencial (Ec/Ep).

2.- Expresa la energía cinética y potencial de un oscilador armónico simple. Además, representa

gráficamente dichas energías en función de la posición.

2. Una masa de 100 g está unida a un resorte de constante elástica k = 150 N/m y situado sobre

el eje X. Se separa de su posición de equilibrio 40 cm y se deja en libertad para que oscile

libremente. Calcula el periodo de oscilación y la energía mecánica con que inicia el movimiento

Problemas

1.- Una partícula de 10g de masa oscila armónicamente según la expresión

x = A. sen (ω . t ). En la figura se representa la velocidad de esta partícula en

función del tiempo. Calcula:

a) la frecuencia angular, “ω”, y la amplitud, “A”, de la oscilación

b) la energía cinética de la partícula en el instante t1 = 0.5s, y la energía

potencial en t2 = 0.75s

c) ¿qué valores tienen las dos energías anteriores? ¿porqué?

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2.- Una partícula de masa m oscila en el eje OX según la ecuación [pic 46].Obtén la expresión de la energía cinética, la energía potencial y la energía total para esta masa.

2.- Tenemos un oscilador armónico simple, formado por un muelle de masa despreciable y una

masa en el extremo de 40 g, que tiene un período de oscilación de 2 s. Construimos un segundo

oscilador con un muelle idéntico al del primer oscilador y con una masa diferente.

a) ¿Qué valor debe tener la masa del segundo oscilador para que su frecuencia de oscilación

sea el doble que la del primer oscilador?

b) Si la amplitud de las oscilaciones para ambos osciladores es de 10 cm, ¿cuánto vale, en cada

caso, la energía potencial máxima que alcanza cada oscilador?

c) Calcula la velocidad máxima alcanzada por cada masa.

2.- Una partícula de 10 kg de masa está sujeta a un muelle de constante elástica de 10 N/m. En el instante inicial se desplaza 0,5 m de la posición de equilibrio y se suelta con velocidad nula. Representa la elongación y la velocidad frente al tiempo.