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FISVIR “Física virtual al alcance de todos”
TALLER DE EJERCICIOS PARA PRACTICAR
OBJETOS VIRTUALES DE APRENDIZAJE – OVA’s
OTRAS TAREAS
Preguntas.
1. un reloj de péndulo depende del periodo de un péndulo para mantener el tiempo
correcto. I) suponga que un reloj de péndulo se calibra correctamente y luego un niño
travieso desliza la plomada del péndulo hacia abajo sobre la barra oscilante. ¿el reloj se
mueve ¿a) lenta, b) rápida, o c) correctamente? II) suponga que un reloj de péndulo se
calibra correctamente a nivel del mar y luego se lleva a lo alto de una montaña muy alta.
El reloj ahora se mueve, ¿a) lento, b) rápido, o c) correctamente?
2. Un péndulo simple tiene un periodo de 2.5 s. I) ¿Cuál es su periodo, si su longitud se
hace cuatro veces más grande? A) 0.625 s, b) 1.25 s, c) 2.5 s, c) 3.54 s, e) 5.0 s, f) 1.0 s, II)
¿Cuál es su periodo si, en lugar de cambiar su longitud, la masa de la plomada suspendida
se hace cuatro veces más grande? Elija entre las mismas posibilidades.
3. Un péndulo simple está suspendido del techo de un elevador estable y se determina el
periodo. I) cuando el elevador acelera hacia arriba, ¿el periodo es a) mayor, b) menor, o c)
no cambia? II) Cuando el elevador tiene aceleración hacia abajo, ¿el periodo es a) mayor,
b) menor, o c) no cambia? III) Cuando el elevador se mueve con velocidad constante hacia
arriba, ¿el periodo es a) mayor, b) menor, o c) no cambia?
4. Un péndulo simple se puede modelar como uno de movimiento armónico simple
cuando θ es pequeño. ¿El movimiento es periódico cuando θ es grande? ¿Cómo varía el
periodo del movimiento conforme θ aumenta?
5. La plomada de cierto péndulo es una esfera llena de agua, ¿Qué ocurriría a la frecuencia
de vibración de este péndulo si hubiera un orificio en la esfera que permitiera al agua salir
lentamente?
6. ¿Cuál es la distancia total recorrida por un cuerpo que ejecuta un movimiento armónico
simple en un tiempo igual a su periodo si su amplitud es A?
7. ¿Qué ocurre con el periodo de un péndulo simple si la longitud de éste se duplica? ¿Qué
sucede con el periodo si la masa que está suspendida se duplica?
8. Si un reloj de péndulo marchara lentamente, ¿Cómo podríamos ajustar la longitud del
péndulo para ponerlo a tiempo?
9. Un reloj de péndulo mide con precisión el tiempo en la tierra, ¿se adelantará o se
atrasará cuando se lleve a la luna? ¿Por qué?
10. ¿Por qué razón las personas de baja estatura caminan con pasos más rápidos que las
personas de mayor estatura?
Problemas varios (Lápiz y Papel).
1. Un péndulo simple tiene un periodo de 2.50 s. Determine a) su longitud, b) su periodo
en la luna donde gluna = 1.67 m/s2.
2. Un péndulo simple mide 5.0 m de largo. Determine el periodo del movimiento
armónico simple para este péndulo si: a) se ubica en un elevador que acelera hacia arriba
a 5.0 m/s2, b) si el elevador acelera hacia abajo a 5.0 m/s2, y c) si se coloca en un camión
que acelera horizontalmente a 5.0 m/s2.
3. Un péndulo simple tiene una masa de 0.250 kg y longitud de 1.0 m. Se desplaza un
ángulo de 15º y después se suelta. ¿Cuáles son: a) la velocidad máxima, b) la aceleración
angular máxima y c) la fuerza restauradora máxima?
4. Un péndulo simple tiene una longitud de 3.0 m. determine el cambio en su periodo si
éste se toma desde un punto donde g = 9.80 m/s2 hasta una elevación donde la
aceleración en caída libre disminuya a 9.79 m/s2.
5. Un péndulo de longitud 1.0 m oscila con una amplitud angular de 10º. Calcular: a) la
velocidad cundo pasa por la posición de equilibrio, b) la aceleración tangencial cuando
alcanza su máxima altura, y c) la aceleración radial en ese instante.
6. Encuentre una expresión para la velocidad de un objeto en función de la altura h y de la
altura h0 para cualquier punto de la trayectoria del péndulo.
7. Un péndulo de masa 0.1 kg, tiene una longitud de 1.5 m y oscila con una amplitud
angular de 10º. En el instante en que la posición angular es e 5º, calcule: a) la velocidad de
la masa, y b) la tensión de la cuerda.
8. Si la amplitud de oscilación de un péndulo se duplica, encontrar como varían: a) el
periodo, b) la frecuencia, c) la máxima velocidad, d) la máxima energía potencial
gravitacional, y e) la máxima tensión en la cuerda.
9. Si la longitud de un péndulo es de 1.0 m, ¿Cuál es su periodo de oscilación a) en un
punto del ecuador, b) en los polos terrestres, y c) en la luna?
10. A un péndulo simple que tiene una longitud de 2.23 m y una masa de 6.74 kg se le
imprime una velocidad inicial de 2.06 m/s en su posición de equilibrio. Suponga que
experimenta un movimiento armónico simple y determine: a) su periodo, b) su energía
total, y c) su máximo desplazamiento angular.
11. Una masa se une al extremo de una cuerda para formar un péndulo simple. El periodo
de su movimiento armónico se mide para desplazamientos angulares pequeños y tres
longitudes, midiendo el tiempo del movimiento en cada caso con un cronometro durante
50 oscilaciones. Para longitudes de 1.0 m, 0.75 m y 0.50 m, se miden tiempos totales de
99.8 s, 86.6 s y 71.1 s para 50 oscilaciones. Determine: a) el periodo de movimiento para
cada longitud, b) el valor medido de g obtenido a partir de estas tres mediciones
independientes y compárelo con el valor aceptado, c) grafique T2 contra L y obtenga un
valor para g a partir de la pendiente de su gráfica de línea recta mejor ajustada. Compare
este valor con el obtenido en el inciso (b).
12. La longitud de un péndulo que bate segundos en el ecuador terrestre es 0,9910 m, y la
del que bate segundos en el polo es 0,9962 m. ¿Cuánto pesará un cuerpo situado en el
ecuador terrestre si en el polo pesa 10 Kg?
13. Dos péndulos tienen distinta longitud: la de uno es doble que la del otro. ¿Qué
relación existe entre sus periodos de oscilación?
14. Un péndulo está constituido por una masa puntual de 500 gramos suspendida de un
hilo de 1 m de longitud.
a) Calcula el periodo de oscilación de ese péndulo para pequeñas amplitudes.
b) Si se desplaza la masa puntual un ángulo de 60º respecto a su posición de equilibrio,
¿con qué velocidad pasará de nuevo por dicha posición?
15. Un péndulo simple de 4 m de longitud oscila con un periodo de 4 segundos. ¿Cuál será
la longitud de otro péndulo que oscila en el mismo lugar de la experiencia con un periodo
de 2 segundos?
16. Del techo de una habitación cuelga un péndulo simple que realiza 50 oscilaciones
completas en 200 segundos. Si la bolita que constituye el péndulo está situada a 20 cm del
suelo, ¿qué altura tiene el techo?