UNIVERSIDAD DEL TOLIMA

PROGRAMA DE LIC EN CIENCIAS NATURALES Y ED

AMBIENTAL
TALLER No. 1
FISICA IV TEMA:
ONDAS
Lic Evidelio Lopez S

PREGUNTAS SOBRE MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE:

1. ¿El periodo de un péndulo depende de la masa que cuelga de él? ¿Del largo de la cuerda?

Galileo descubrió que el periodo de un péndulo depende de la longitud del péndulo (largo de la cuerda) y la
gravedad y no de la masa. En este orden de ideas se considera que:
 A mayor gravedad = disminuye el periodo
 A menor gravedad = aumenta el periodo
 A mayor longitud = disminuye el periodo
 A menos longitud = aumenta el periodo

2. Una persona pesada y una liviana se balancean de un lado a otro en columpios de la misma longitud. ¿Cuál de las
dos tiene el mayor periodo?

T =2 π
√ L
g

3. Cierto
reloj antiguo de péndulo funciona con mucha exactitud. A continuación, se pasa a una casa de
veraneo, en unas montañas altas. ¿Se adelantará, se atrasará o quedará igual? Explica por qué.

Explicación: En las montañas, el campo gravitacional de la tierra es menor, un péndulo oscila con un
periodo un poco mayor, y un reloj se atrasará un poco y perderá tiempo y se demora mas en hacer girar la
rueda del reloj.

4. Si se acorta un péndulo, ¿su frecuencia aumentará o disminuirá? ¿Y su periodo?

5. A qué se le llama Movimiento Armónico simple, cite 3 ejemplos.

Explicación El movimiento armónico simple es un movimiento periódico donde un cuerpo oscila de un lado al otro
de su posición de equilibrio, en una dirección determinada con intervalos iguales de tiempo.
Ejemplos:
 Masa colgando de un resorte.
 Columnas de aire en vibración de un instrumento musical.
 El movimiento de los amortiguadores del carro.

6.Los televisores emiten pulsos de luz a razón de 24 por segundo. Un extremo de una regla flexible se hace
oscilar con MAS manteniendo el otro extremo fijo a una mesa. La regla se ilumina con la luz del televisor y se
observa que siempre parece estar en la misma posición. Una posible frecuencia de oscilación del extremo de la
regla en pulsos por segundo es,

a) 12 b) 6 c) 48 d) Ninguna de las anteriores

Explicación: para que la regla se mantenga en la misma posición la frecuencia de oscilación es más rápido a
comparación de los pulsos emitidos por la luz del TV. La regla vibra 2 veces más a diferencia del TV, razón por la
cual es la respuesta es 48.

7. En un M.A.S. la característica principal por la cual se mantiene en movimiento es,

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 a). la fuerza recuperadora.
b). la amplitud.
c). la longitud de onda.
d). el periodo.

Explicación: La característica es la amplitud, entendiendo que los movimientos vibratorios son producidos por
fuerzas que en todo momento son directamente proporcionales al desplazamiento respecto de la posición de
equilibrio de la partícula que vibra. Estas fuerzas siembren van dirigidas hacia la posición de equilibrio estable,
esa vibración Se denomina amplitud puesto que es la vibración al desplazamiento entre el punto de equilibrio y
las posiciones extremas.

Amplitud de onda
8. Según la siguiente gráfica, es verdad que,
a). la amplitud es 12 m.
La amplitud es de 5m

b). la velocidad Max es 5 m/s.

La velocidad máxima es de 1 m/s

c). el periodo es 6 sg.

d). el periodo es 12 sg.
El periodo 2T es de 12 sg

9. Según la anterior gráfica, la posición cuando ha transcurrido un tiempo de 3/4 de T es,

a). 0 m b). 5 m c). -5 m d). 3 m

10. La longitud de un péndulo que realiza 30 oscilaciones en 30 sg en una parte de la tierra donde g vale
9,8 m/s2 es aproximadamente,

a). 1 m. b). 0,062 m c). 2,7 m d). 0,25 m

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11. Lasiguiente es la gráfica de la posición (x) como función del tiempo
de una esfera que se mueve sobre una línea recta. De la gráfica se
concluye que la longitud total recorrida por la esfera entre t = 0 y 5
segundos es,

a. 0 b. 0.2 m c. 0.1 m d. 0.5 m

Explicación: aquí, se realiza la suma por donde pasa la esfera, por lo que en primera instancia sube 0.1 m y
posteriormente baja 0.1 m por lo que la suma total es 0.2 m

12. La posición de la esfera en t = 5 segundos es,

a. 0 b. 0.2 m c. 0.1 m d. 0.5 m

Según lo que podemos observar en la imagen la posición de la esfera e 0

13. Uncuerpo de masa desconocida se une a un resorte ideal con constante de fuerza de 120 N/m. Se
observa que vibra con una frecuencia de 6.00 Hz. Calcule a) el periodo del movimiento; b) la masa del
cuerpo.

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14. Un objeto de 0.400 kg en MAS tiene ax =22.70 m/s2 cuando x = 0.300 m. ¿Cuánto tarda una oscilación?

15. Despuésde posarse en un planeta desconocido, una exploradora espacial construye un péndulo simple con
longitud de 50.0 cm y determina que efectúa 100 oscilaciones completas en 136 s. ¿Cuánto vale g en ese
planeta?

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16.Las puntas de un diapasón rotulado con 392 Hz están vibrando con una amplitud de 0.600 mm. a) ¿Qué
rapidez máxima tiene una punta? b) Una mosca común (Musca domestica) con masa de 0.0270 g está sujeta
en el extremo de una de las puntas. Al vibrar la punta, ¿qué energía cinética máxima tiene la mosca? Suponga
que el efecto de la masa de la mosca sobre la frecuencia de oscilación es despreciable.

PROBLEMAS SOBRE ONDAS:

1. la velocidad de propagación de una onda en una cuerda depende de,

a). la tensión de la cuerda. b). la amplitud de la onda.
c). la forma de la onda. d). la inercia de la cuerda.

Explicación: La velocidad de una onda de propagación en una cuerda estirada está determinada por la tensión y la masa
por unidad de longitud de la cuerda.

v=
√T lo podemos comprobar en su formula donde T= tensión, m= Masa de la cuerda y L= longitud de la
m/ L
cuerda

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2. Si se producen ondas que se desplazan en la superficie de un líquido donde la velocidad de
propagación es de 4 cm/s, y se producen 40 oscilaciones cada 10 sg, la longitud de onda es,
a). 4 cm. b). 1 cm. c). 10 cm. d). 16 cm.

3.En dos bandejas A y B idénticas se sueltan dos piedritas a iguales intervalos de

tiempo, la bandeja A está llena con agua y la B llena con aceite. Simultáneamente se
toman fotografías de cada bandeja, ¿cuál es la figura que mejor ilustra las formas de las
ondas generadas en las superficies de los fluidos?
a). b). c). d).

4. Comparando las características de las ondas generadas en el agua y en el aceite se

puede afirmar que las que se generan en agua se propagan con
a.mayor frecuencia que las ondas en la bandeja 2
b. mayor longitud de onda que las ondas en la bandeja 2
c. igual longitud de onda que las ondas en la bandeja 2
d. menor rapidez que las ondas en la bandeja 2Según la anterior

Explicación: Como se había mencionado anteriormente, se puede observar una mayor longitud de onda en la
bandeja del agua que en las ondas del aceite debido a su densidad

5. En una cuerda de 6 mt. se producen ondas estacionarias cuando realiza 8 oscilaciones cada 4 sg. Si en la
oscilación se observan 4 nodos, la longitud de onda es,
a). 2mt b). 4 mt c). 6 mt d). 1mt

Explicación: En este caso la cuerda tiene 6 metros de longitud donde existe tres particiones de λ/2, entonces:

3(λ/2) = 6 m
λ/2 = 2 m
λ =4m

6. Según el problema anterior, la velocidad de propagación es,

a). 8 m/sg b). 4 m/sg c). 2 m/sg. d). 1 m/sg

7.En una cuerda 1, sujeta a una tensión T se generan ondas armónicas de frecuencia f = 3Hz. En otra cuerda 2
idéntica y sujeta a la misma tensión que la cuerda 1 se genera una onda con frecuencia 2Hz. Las ondas tienen
amplitudes iguales. La figura que ilustra las formas de las cuerdas en un instante dado es,

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8. La siguiente tabla muestra la velocidad de propagación del sonido en diferentes materiales, que se encuentran a
diferentes temperaturas.
De acuerdo con los datos de la tabla, tres estudiantes
hacen las siguientes afirmaciones:
Estudiante 1: Si la temperatura de un mismo
material se aumenta, la rapidez del sonido aumenta
siempre y cuando se mantenga la misma presión.
Estudiante 2: La velocidad de propagación del sonido no
sólo depende de la temperatura, ya que, en distintos
materiales, sometidos a la misma temperatura, la rapidez
de propagación del sonido es diferente.
Estudiante 3: Es muy probable que la rapidez de propagación del sonido en
el agua de mar a 300C y a una atmósfera de presión, sea igual que el agua dulce en esas mismas condiciones.
¿Cuál o cuáles de estas afirmaciones de los estudiantes es más congruente?
a.sólo la del estudiante 1 b. las de los estudiantes 1 y 2
c. sólo la del estudiante 3 d. las de los estudiantes 1 y 3

9. Una persona deja caer periódicamente esferas sobre un punto de la superficie de una piscina. Después de 2
s. observa que se han formado 20 frentes de onda y que la rapidez de avance de ellos es de 10 m/s. 0,2 s
después de haber arrojado la primera esfera la cantidad de frentes de onda que observa es
a. 0 b. 2 c. 10 d. 0,1

10. La longitud de onda de estas perturbaciones es igual a,

a. 100 m. b. 20 m. c. 5 m. d. 1 m.
Explicación: se deben obtener los siguientes datos:

 λ = longitud de onda
 V = velocidad
 f = frecuencia

frecuencia de la onda:

f = N/t
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 f = 20/(2 s)
f = 10 Hz
longitud de onda:

λ = V/f
λ = (10 m/s)/(10 Hz)
λ=1m

11. Una llave de agua gotea continuamente como muestran las figuras. La perturbación que se produce en el
punto donde cae la gota se propaga a lo largo de la superficie del agua. En esta situación, se puede afirmar que,

a.la perturbación avanza hacia las paredes del recipiente sin desplazar agua hacia las paredes
b. la porción de agua afectada por el golpe de la gota se mueve hacia las paredes del recipiente
c.si él líquido en el que cae la gota no es agua, la perturbación no avanza
d. La rapidez de propagación de la perturbación depende únicamente del tamaño de la gota que cae