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Materia: FÍSICA GENERAL I
Carrera: FÍSICA MEDICA
PRACTICA 10: OSCILACIONES
Para resolver esta practica se necesita conocer:
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Movimiento armónico simple
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Péndulo-pequeñas oscilaciones
-
Movimiento oscilatorio amortiguado
-
Péndulo físico
Problema 1
Un cuerpo de 2kg se encuentra unido a un resorte horizontal de constante k=5 kN/m. El resorte se
estira 10cm y se lo deja libre. Hallar:
a) a frecuencia, el periodo, y la amplitud del movimiento. Rta.: 7.96Hz, 0.126s y 0.1m
b) La velocidad y aceleración máxima e indicar la posición de la masa respecto de la posición de
equilibrio para cada uno de estos valores. 5m/s y 250m/s2
Problema 2
Un cuerpo de 3kg unido a un resorte horizontal oscila con una amplitud A = 10cm y frecuencia de
2Hz.
a) ¿Cuál es la constante de fuerza del resorte?. Rta.: 474N/m.
b) ¿Cuál es el periodo de oscilación?. Rta.: 0.5s
c) ¿Cuáles son la aceleración y velocidad máxima?. Rta.: 15.8m/s2 y 1.26m/s.
Problema 3
Una partícula de masa m empieza estando en reposo con el resorte estirado 25cm y oscila alrededor de
su posición de equilibrio (x = 0)con un periodo de 1.5s. Hallar:
a) Las ecuaciones de posición, velocidad y aceleración en función del tiempo.
b) La velocidad y aceleración máxima. Rta.: 1.05m/s y 4.39m/s2.
c) El tiempo transcurrido desde que se inicia el movimiento y la primera vez que la partícula se
encuentra en x = 0 moviéndose hacia la dirección +x. Rta.: 1.13s
Problema 4
Un objeto de m = 3kg que oscila unido a un resorte de constante k = 2 kN/m tiene una energía total de
0.9J.
a) ¿Cuál es la amplitud del movimiento?. Rta.: 3cm
b) ¿Cuál es su velocidad máxima?. Rta.: 77.5cm/s
Problema 5
Un cuerpo de 2.5kg cuelga de un muelle vertical de constante k = 600N/m. Oscila con una amplitud de
3cm. Cuando el cuerpo posee su máximo desplazamiento hacia abajo encontrar:
a) La energía total del sistema.
b) Las energías potencial gravitatoria y elástica.
c) ¿Cuál es la energía cinética máxima del cuerpo?.
Problema 6
Un objeto de 1.2kg que cuelga de un muelle de constante 300N/m oscila con una velocidad máxima de
30cm/s.
a) ¿Cuál es su desplazamiento máximo?. Rta.: 1.9cm
b) Cuando el objeto esta en el desplazamiento máximo, hallar: las energías mecánica, potencial
gravitatoria y potencial elástica.
Problema 7
Materia: FÍSICA GENERAL I
Carrera: FÍSICA MEDICA
Sobre un resorte que cuelga verticalmente se cuelga un cuerpo de masa desconocida y se suelta el
sistema desde el reposo. El cuerpo cae 3.42cm antes de alcanzar nuevamente el reposo. Hallar el
periodo del movimiento. Rta. : 2.62s
Problema 8
Determinar la longitud de un péndulo simple que tenga un periodo de 1s y la energía mecánica total si
el máximo ángulo de excursión es de /8. Rta.: l = 25cm.
Problema 9
Un oscilador tiene un periodo de 3s. Su amplitud disminuye en un 5% en cada ciclo. Determinar la
disminución de la energía en cada ciclo y la constante de tiempo. Rta. 10% y 30s
Problema 10
Un péndulo físico consta de una barra de 1m pivoteada en un pequeño orificio taladrado a una
distancia x de la marca de 50cm. Si su periodo de oscilación es de 2.5s determinar la distancia x. Rta.:
5.57cm.
Problema 11
Se forma un péndulo al pivotear una barra larga de longitud L y masa m en torno de un punto que se
encuentra a una distancia d del centro de la barra.
a) Hallar el periodo de pequeña amplitud del péndulo en términos de d, L, m y g. Rta.:
2
L 12d 
2
2
12gd
.
b) Determinar el valor numérico para d = 0.5cm, L = 3m y m = 5kg.