UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA-SEDE MANIZALES
DEPARTAMENTO DE FISICA
ASIGNATURA: FISICA: OSCILACIONES, ONDAS Y OPTICA
CODIGO ASIGNATURA: 1000020
SOLUCIONARIO EXAMEN PARCIAL I SEMESTRE 02-2012
Prof. E. Hernán Vivas C.
NOMBRE: _____________________________________________________________________CÓDIGO_________________________________________
I.

Componente Conceptual: 40%.
1. Seleccione la respuesta adecuada a las siguientes preguntas. Sólo una opción es correcta. Dos o más selecciones invalida el punto. Justificar brevemente su respuesta.

d

1.1.
Un movimiento armónico simple (M.A.S.) se caracteriza porque:
a) Su energía es inversamente b) Su amplitud decae exponencialmente en proporcional a la amplitud de
el …ver más…

R: El dato inicial nos proporciona información sobre la constante elástica:

(a) El periodo de oscilación es
√
(b) La velocidad máxima es
(c) Velocidad:

√

Aceleración:

√

√
(

(

Energía Cinética:

))
(

)

.

Energía Potencial:
2.2.
Un adorno navideño en forma de esfera sólida de masa M=0.01 kg y radio R= 0.0250 m cuelga de una rama con un trozo de alambre unido a la superficie de la esfera. Si el adorno se desplaza una distancia corta, éste oscila como péndulo físico. Calcule su periodo.
R: Utilizamos la fórmula de péndulo físico:
√
La inercia de la esfera con respecto a un eje que pasa por su superficie es, según el teorema de ejes paralelos:

La distancia entre un eje que pasa por el CM y un punto sobre la superficie es R. Así:

√

2.3 Un oscilador amortiguado pierde el 2% de su energía en cada ciclo. (a) Cuál es su factor Q? (b) Si su frecuencia de resonancia es de 300 Hz, cuál es el ancho de banda cuando el oscilador está impulsado?
R: La energía de un oscilador amortiguado es: ( ) lo tanto:

En un ciclo, su energía se reduce en un 2%, por

( )

2

Utilizamos la relación entre el factor de calidad y

√
Despejando

(b) El ancho de banda se aproxima a:

2.4 Un cuerpo de 0.1 kg de masa está unido al extremo de un resorte de constante elástica K = 5 N/m, que tiene el otro extremo fijo. Se separa el cuerpo a 0.50 m de su posición de