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Física II 1

La Araucana INSTITUTO PROFESIONAL

Carrera: Ing. en Prevención de Riesgos Docente: Ramón Monje

1) Al mover el extremo de una cuerda de 40 [m] que se encuentra atada a un poste vemos que nos llega de vuelta este meneo a los 8 [s], entonces la rapidez de la perturbación que viaja por la cuerda es:

A) Falta conocer su frecuencia B) 0,1 [m/s]. C) 5 [m/s]. D) 10 [m/s]. E) Falta conocer su longitud de onda.

2) Una radioemisora transmite su señal a través de la frecuencia de 80 [MHz], podemos afirmar:

I) Emite 80 ondas en un segundo. II) Estas ondas corresponden a ondas luminosas. III) Su longitud de onda es de 80 [cm]. IV) Estas ondas viajan a 3 x 108 [m/s]

A) Sólo I B) Sólo III C) Sólo IV D) Sólo I y II E) I, II, III y IV

3) En un estanque con agua se generan ondas como muestra la figura de abajo. La longitud de onda es:

A) 3 [m] B) 3,5 [m] C) 6 [m] D) 7 [m] E) Falta información.

4) En el extremo de un resorte de 8 [m] se generan ondas de tal forma que caben en él justo 20 ondas cuya frecuencia es de 25 [Hz], entonces la rapidez de las ondas que viajan por este resorte es:

A) 0,4 [m/s] B) 500 [m/s] C) 10 [m/s] D) 62,5 [m/s] E) 200 [m/s]

5) Respecto a las ondas se presentan las siguientes afirmaciones:

I) La luz es una onda electromagnética. II) La frecuencia no tiene relación con el período. III) La rapidez de una onda depende de su amplitud.

Son verdaderas: A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) Sólo II y III

6) En una piscina con agua quieta un niño que está sentado en la orilla mueve su pie dos veces cada segundo, las olas que esto provoca viajan a 1 [m/s], por lo tanto la longitud de onda de estas olas es:

A) 2 m B) 1 m C) 0,5 m D) 50 m E) falta conocer la frecuencia.

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Física II 2



7) El extremo de una cuerda de 8 [m] es movido periódicamente hacia arriba y abajo 5 veces en cada segundo y las ondas que esto provoca en la cuerda viajan a 4 [m/s], entonces el período de estas ondas es:

A) 5 [Hz] B) 4 [s] C) 2 [s] D) 0,2 [Hz] E) 0,2 [s]

8) Un transmisor de radio emite su señal con una frecuencia de 60 [Mhz]. por lo tanto la longitud de onda de estas ondas es:

A) 5 m B) 5 x 106 m C) 0,2 m D) 5.000 m E) Faltan datos.

9) Con respecto a las ondas que viajan por una cuerda inextensible que está en posición horizontal que son generadas al

subir y bajar rítmicamente uno de sus extremos se hacen las siguientes afirmaciones:

I) Son ondas transversales. II) Si se aumenta la amplitud va aumentar su rapidez. III) Si se disminuye el período va a aumentar la frecuencia.

De estas afirmaciones son falsas: A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) I y III E) todas

10) Con respecto a las ondas con que transmite una radioemisora se hacen las siguientes afirmaciones: I) Son ondas electromagnéticas. II) Viajan a la velocidad de la luz. III) Tienen menor frecuencia que las ondas luminosas.

De estas afirmaciones son verdaderas: A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) II y III E) I, II y III

11) Si el período T de un péndulo simple es g

L2 ; su frecuencia será:

A) 1

2𝜋√

𝑔

𝐿

B) 1

2𝜋√

𝐿

𝑔

C) 2𝜋

D)2𝜋√𝑔

𝐿

E) √𝑔

𝐿

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12) En la figura de abajo se muestra una cuerda por donde van viajando ondas a 8 [m/s] y el largo de esta cuerda es de 20 [m]. Entonces, el período de estas ondas es: A) 4 [s] B) 2 [s] C) 2,5 [s] D) 0,4 [s] E) 0,5 [s]

13) Una onda de frecuencia 4 [Hz] que se propaga con rapidez 10 [m/s] en un medio P, pasa al medio Q donde su rapidez de propagación es de 12 [m/s]. De acuerdo con esto se puede afirmar correctamente que:

I) el período de la onda en el medio Q es de 0,25 s. II) la longitud de onda en el medio P es 2,5 m. III) la longitud de onda en el medio Q es 1,2 m.

A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) Sólo I y III

14) Una onda se propaga en un medio A con una velocidad de 32 [cm/s]. Cuando esta onda pasa a otro medio B, su velocidad disminuye a 20 [cm/s]. Si en el medio A la frecuencia es de 5 [Hz], entonces la longitud de onda en el medio B es de:

A) 2 [cm] B) 4 [cm] C) 6 [cm] D) 8 [cm] E) 10 [cm]

15) Las ondas mecánicas transversales A y B de la figura recorren desde 0 a P una distancia de 18 cm en 0,2 [s]. Respecto a la figura responde las siguientes preguntas: a) La figura muestra para las ondas B y A respectivamente:

A) ½ ciclo y 4 ciclos B) 2 ciclos y ½ ciclo C) 4 ciclos y 8 ciclos D) 2 ciclos y 4 ciclos E) 4 ciclos y 2 ciclos

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b) La longitud de onda de las perturbaciones B y A respectivamente es:

A) 9 cm y 4,5 cm B) 4,5 cm y 9 cm C) 1,8 cm y 3,6 cm D) 0,8 cm y 0,4 cm E) 0,4 cm y 0,2 cm

c) Respecto a la rapidez de propagación de las ondas A y B se puede afirmar que

I) en A es 90 cm/s II) en B es 90 cm/s III) en A es 15 cm/s

Es(son) verdadera(s) A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) Ninguna de ellas

16) En la refracción, la onda mantiene su

I) velocidad de propagación. II) longitud de onda. III) frecuencia.

A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) Sólo I y II E) I, II y III

17) En la reflexión de una onda, ésta cambia

I) su longitud de onda. II) de medio. III) su frecuencia.

A) Sólo I B) Sólo II C) Sólo III D) I , II y III E) Ninguna

Enunciado para las preguntas 18 a la 21 En la cuerda (1) de la figura, la velocidad de propagación de la onda es 1,5 [m/s] y la longitud de onda es 30 cm.

18) Determine la frecuencia con que oscila un punto cualquiera de la cuerda (1) A) 1,5 Hz B) 2,5 Hz C) 3 Hz D) 4 Hz E) 5 Hz

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19) ¿Cuánto tarda la máquina llamada “fuente generadora de ondas” en realizar una oscilación completa?

A) 0,1 s B) 0,2 s C) 0,3 s D) 0,4 s E) 0,5 s

20) ¿Cuántas vibraciones por segundo realiza una partícula que está en el punto de unión de las dos cuerdas?

A) 3 B) 4 C) 5 D) 6 E) 10

21) Si la longitud de onda en la cuerda (2) es 10 cm, la velocidad de propagación de la onda en la cuerda (2) es

A) 2 m/s B) 1,5 m/s C) 1 m/s D) 0,5 m/s E) 0,1 m/s

REFRACCIÓN DE ONDAS 22) Un rayo de luz que se propaga en el aire entra en el agua con un ángulo

de incidencia de 45°. Si el índice de refracción del agua es de 1,33, ¿cuál es el ángulo de refracción? Resp: 32,11°

23) Una capa de aceite (n=1.45) flota sobre el agua (n=1.33).Un rayo de luz penetra dentro del aceite con una ángulo incidente de 40°.Encuéntrese el ángulo que el rayo hace en el agua.

24) Para determinar la velocidad de la luz en cierto vidrio cierto haz de luz que se propagaba en el aire, incidió sobre el

material con un ángulo 30°.Al medir el ángulo de refracción se obtuvo a 19° ¿Cual es el valor de índice de refracción del vidrio? Resp 𝑛 = 1.54

25) Hallar la longitud de onda y la velocidad de propagación de una luz naranja de 5𝑥1014 [Hz] de frecuencia cuando

atraviesa un cristal de cuarzo, cuyo índice de refracción es 1,54. Resp: 𝜆 = 3,9𝑥10−7[𝑚] ; 𝑣 = 1,95𝑥108 [𝑚

𝑠]

26) Un rayo luminoso incide desde el aire sobre una superficie de vidrio con un ángulo de incidencia de 50°. ¿Cuál será el

ángulo de refracción si el índice de refracción es 1,5? Resp:30,71°

27) Cuando el ángulo de incidencia de un rayo sobre un material es de 30°, el ángulo que forman los rayos reflejado y refractado es de 135°. Calcula el índice de refracción de este medio. Resp: 1,93

Recuerda que: Al pasar un rayo de luz de un medio de menor índice a otro de mayor índice, el ángulo de refracción es menor que el ángulo de incidencia y viceversa.

30º

135º

aire

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Movimiento armónico simple (MAS)

28) La función de una onda armónica que se mueve en una cuerda es y(x,t) = (0,03m) sen[(2,20 m-1)x – (3,50 s-1)t]. a) ¿En qué sentido se propaga esta onda y cuál es su velocidad? v 1,59m/s hacia la derecha

b) Determinar la longitud de onda, la frecuencia y el periodo de esta onda. 𝜆 = 2,86[𝑚] ; 𝑇 = 1,8 [𝑠] ; 𝑓 = 0,557 [𝐻𝑧] c) ¿Cuál es el desplazamiento máximo de cualquier segmento de esta cuerda? Resp: El desplazamiento máximo es la

amplitud: A = 0,03 m

29) La función de una onda armónica que se mueve en una cuerda es 𝑦(𝑥, 𝑡) = 0,001 𝑠𝑒𝑛[314𝑡 + 62,8𝑥]. a) ¿En qué sentido se propaga esta onda y cuál es su velocidad? hacia la izquierda 𝑣 = 5[𝑚/𝑠] b) Determinar la longitud de onda, la frecuencia y el periodo de esta onda. 𝜆 = 0,1[𝑚] ; 𝑇 = 0,02 [𝑠] ; 𝑓 = 50 [𝐻𝑧] c) ¿Cuál es el desplazamiento máximo de cualquier segmento de esta cuerda? Resp: El desplazamiento máximo es la

amplitud: A = 0,001 m

30) Escribir una función que interprete la propagación de una onda que se mueve hacia la derecha a lo largo de una cuerda con velocidad de 10[m/s], 𝑓 = 60[ℎ𝑧] y amplitud 0,2 [m]. Resp: 𝑦(𝑥, 𝑡) = 0,2 𝑠𝑒𝑛[37,68𝑥 − 377𝑡]

31) La ecuación de una onda transversal que se propaga en una cuerda esta dada por 𝑦(𝑥, 𝑡) = 10 𝑠𝑒𝑛[2𝜋𝑡 − 10𝜋𝑥]

escrita en el S.I. Hallar La velocidad de propagación, longitud, periodo y frecuencia. Resp: 𝑣 = 0,2 [𝑚

𝑠] , 𝜆 =

0,2[𝑚] ; 𝑇 = 1 [𝑠] ; 𝑓 = 1 [𝐻𝑧] 32) La ecuación de una onda transversal que se propaga en una cuerda está dada por :

𝑦(𝑥, 𝑡) = 0,03 𝑠𝑒𝑛2𝜋[𝑡

0,02−

𝑥

0,2] escrita en el S.I.

Hallar a) La amplitud. Resp:0,03 [m] b) La longitud de onda. Resp: 0,2 [m] c) La frecuencia. Resp: 50[Hz] d) La velocidad de propagación. Resp: 10[m/s]

33) Una onda sinusoidal transversal que se propaga de derecha a izquierda tiene una longitud de onda de 20 [m], una amplitud de 4 [m] y una velocidad de propagación de 200 [m/s]. Hallar: A) La ecuación de la onda. Resp: 𝑦(𝑥, 𝑡) = 4 𝑠𝑒𝑛[20𝜋𝑡 + 𝜋𝑥/10].

B) Velocidad transversal máxima de un punto alcanzado por la vibración. Resp 𝑣𝑚𝑎𝑥 = 80𝜋. [𝑚

𝑠]

C) Aceleración transversal máxima de un punto del medio en vibración. Resp 𝑎𝑚𝑎𝑥 = 1.600𝜋2[𝑚

𝑠2]

Cuando la onda se propaga de izquierda a derecha : 𝒚 = 𝑨𝒔𝒆𝒏(𝒌𝒙 − 𝒘𝒕) Cuando la onda se propaga de derecha a izquierda: 𝒚 = 𝑨𝒔𝒆𝒏(𝒌𝒙 + 𝒘𝒕) A: amplitud

𝑘 =2𝜋

𝜆∶ Número de onda ; 𝑣 = 𝑤/𝑘

𝑤 =2𝜋

𝑇∶Frecuencia angular ; 𝑤 = 2𝜋𝑓

𝑦 = 𝐴𝑠𝑒𝑛2𝜋 (𝑥

𝜆−

𝑡

𝑇)

𝑦 = 𝐴𝑠𝑒𝑛2𝜋 (𝑥

𝜆+

𝑡

𝑇)

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