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Mecánica ondulatoria

Total questions: 15

Worksheet time: 2hrs 30mins

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1.

Un bloque sujeto a un resorte oscila verticalmente respecto a su posición de equilibrio indicada en la figura.


De la figura que ilustra la posición del bloque contra el tiempo se concluye que la rapidez del bloque es

a)

Cero en el instante 3, máxima en los instantes 1 y 5

b)

Cero en los instantes 1,3 y 5, máxima en los instantes 2 y 4

c)

Máxima en los instantes 1, 3 y 5

d)

Igual a cero en los instantes 1 y 2

2.

En una clase de física quieren analizar el movimiento del péndulo, el cual consta de una cuerda y una esfera que cuelga de ella, las cuales oscilan como se muestra en la figura. El período del péndulo se define como el tiempo que tarda en realizar un ciclo completo de movimiento.


El docente le pide a un estudiante que mida el período del péndulo usando un sensor que tiene un cronómetro. Cuando la esfera pasa la primera vez por el sensor, el cronómetro se inicia y cuando pasa la segunda vez se detiene. ¿En qué punto debe colocarse el sensor para que mida correctamente el período del péndulo?

a)

En el punto 1

b)

En el punto 2

c)

En el punto 3

d)

En cualquier punto

3.

El docente les pide a sus estudiantes que midan la velocidad máxima con un sensor de velocidades. Para medir la velocidad máxima, cuatro estudiantes tienen acceso al péndulo y cada uno lo hace de manera distinta. El estudiante que midió con mayor precisión la velocidad máxima fue

a)

el que repitió el experimento tres veces colocando el sensor en el punto 2 y sacó el promedio.

b)

el que repitió el experimento tres veces colocando el sensor en el punto 3 y sacó el promedio.

c)

el que hizo el experimento una vez colocando el sensor en el punto 3.

d)

el que hizo el experimento una vez colocando el sensor en los puntos 1, 2 y 3 y sacó el promedio.

4.

Al agitar una cuerda extendida horizontalmente, cada sección de la cuerda se mueve de arriba abajo en dirección perpendicular a la dirección de propagación de la onda generada; este es un ejemplo de onda transversal. En contraste, en una onda longitudinal, las partículas del medio vibran en la misma dirección de propagación de la onda. Un grupo de personas quiere representar una onda longitudinal; para esto, se ubican como muestra la figura.


La fila representa el medio de propagación y las personas representan las partículas del medio.

Para lograr la representación, el movimiento que debe hacer la primera persona y que los demás deben repetir sucesivamente es

a)

alzar y bajar lateralmente los brazos

b)

sentarse y ponerse de pie

c)

balancearse de izquierda a derecha

d)

moverse hacia delante y atrás

5.

Cuando una cuerda de guitarra se hace vibrar, las partículas que la componen

a)

se mueven de un extremo a otro y transportan materia

b)

permanecen en su posición moviéndose de arriba hacia abajo y transportan energía

c)

se mueven de un extremo a otro y transportan energía

d)

permanecen en su posición moviéndose de arriba hacia abajo y transportan materia

6.

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

a)

A

b)

B

c)

C

d)

D

7.

Un estudiante realiza un experimento para determinar las características de las ondas estacionarias en una cuerda como se muestra en la figura. Los datos obtenidos en la práctica se consignan en la siguiente tabla.

A partir de los resultados obtenidos, el estudiante cree que:


I. Al aumentar el número de antinodos, la longitud de onda aumenta para una masa determinada.

II. Al aumentar la masa en la cuerda, aumenta la longitud de onda.

III. Al aumentar la masa, la longitud de onda permanece constante.


De lo propuesto por el estudiante se puede afirmar que es verdadero

a)

I y II solamente

b)

I y III solamente

c)

III solamente

d)

II solamente

8.

En dos bandejas 1 y 2 idénticas se sueltan dos piedritas al mismo tiempo. La bandeja 1 está llena con agua y la bandeja 2 con miel. Simultáneamente se toman dos fotografías de cada bandeja.

La figura que mejor ilustra las formas de las ondas generadas en las superficies de los fluidos es

a)
b)
c)
d)
9.

En dos bandejas 1 y 2 idénticas se sueltan dos piedritas al mismo tiempo. La bandeja 1 está llena con agua y la bandeja 2 con miel.

Comparando las características de las ondas generadas en el agua y en la miel 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 de la bandeja 2

d)

Menor rapidez que las ondas en la bandeja 2

10.

Un estudiante camina por el frente de dos parlantes ubicados afuera de la emisora del colegio. Al emitirse un sonido el estudiante percibe que hay lugares donde el sonido se escucha mas fuerte, mientras que en otros no, y los marca como se muestra en la figura.

La razón por la cual en los puntos blancos el sonido se escucha mas fuerte que en los negros es

a)

porque las ondas de sonido interfieren constructivamente en los puntos negros, y en los blancos se reflejan

b)

porque las ondas de sonido interfieren constructivamente y destructivamente en todos los puntos, pero en los blancos las ondas se refractan

c)

porque las ondas de sonido interfieren constructivamente en los puntos blancos, y destructivamente en los puntos negros

d)

porque las ondas de sonido interfieren destructivamente en los puntos blancos y negros, pero en los negros se reflejan y se refractan

11.

En una cubeta de ondas una esfera movida por un motor toca el agua en el punto (O) 10 veces por segundo generando ondas circulares que se propagan como se muestra en la siguiente figura.

En la cubeta la velocidad de propagación depende de la profundidad del agua. Sobre las ondas así generadas, puede decirse que

a)

la longitud de onda es independiente de la profundidad pero la frecuencia varía con la profundidad

b)

la frecuencia es independiente de la profundidad pero la longitud de onda depende de la profundidad

c)

la frecuencia y la longitud de onda dependen de la profundidad

d)

la frecuencia y la longitud de onda son independientes de la profundidad

12.

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)

si el líquido en el que cae el agua, la perturbación no avanza.

b)

la porción de agua afectada por el golpe de la gota se mueve hacia las paredes del recipiente.

c)

la rapidez de propagación de la perturbación depende únicamente del tamaño de la gota que cae.

d)

la perturbación avanza hacia las paredes del recipiente sin que haya desplazamiento de una porción de agua hacia dichas paredes

13.

El péndulo esquematizado en la figura oscila entre los puntos 1 y 3. El tiempo que tarda en ir del punto 1 al punto 3 es un segundo (1seg).

La frecuencia f de oscilación del péndulo vale

a)

0.5 Hz

b)

1 Hz

c)

1.5 Hz

d)

2 Hz

14.

En el punto anterior, la cuerda de longitud L, se cambia por otra de longitud 4L. Comparada con la frecuencia de oscilación f, la nueva frecuencia es

a)

2f

b)

f/4

c)

f/2

d)

4f

15.

El gráfico representa la variación de la posición de una onda sonora emitida por un pito de periodo de 25 microsegundos ( \mu s  ). Observando la tabla de intervalos de frecuencias audibles, para el hombre y algunos animales, y teniendo en cuenta que  1μs=1×106 seg1\mu s=1\times10^{-6}\ seg  puede deducirse que el pito puede ser escuchado por

a)

seres humanos , perros y ratones

b)

ratones y perros

c)

solo murcielagos

d)

solo seres humanos