Ejercicios Resueltos de Ondas y oscilador armónico

Para detectar el latido del corazón de un feto usamos un ecógrafo. Si la pared ventricular del feto realiza un movimiento armónico simple con 1.80 mm de amplitud y 115 vibraciones por minuto:

a) ¿Cuál es la máxima velocidad lineal de la pared del corazón? Supón que el detector de movimiento en contacto con el abdomen de la madre emite un sonido de de frecuencia, cuya velocidad en el tejido es de 1.50 km/s.

b) ¿Cuál es la frecuencia máxima del sonido que llega a la pared del corazón del feto?

c) ¿A qué frecuencia máxima llega al detector el sonido reflejado?

Una lámpara de 20 cd está a 4 m de una pared, 6 m de otra y 2 m del piso. ¿Qué iluminación recibe cada una de esas superficies?

Las ondas transversales viajan a 150 m/s sobre un hilo de 80 cm de longitud que está bajo una tension de 550 N. ¿Cuál es la masa del hilo?

Se hace llegar un haz de luz monocromática de longitud de onda 700 nm perpendicularmente a dos rendijas, que están separadas una distancia de 0.2 mm (experimento de Young). Colocamos una pantalla, suficientemente grande, a una distancia de 0.5 m de las rendijas, perpendicularmente al haz luminoso. Se observa un patrón de interferencia.

a) Respecto al centro de la pantalla, ¿cuál es la posición del primer mínimo en el patrón de interferencia observado?

b) ¿Cuál es la distancia que media desde el centro de la pantalla y la posición del octavo máximo en dicho patrón?

c) ¿Cuál es la distancia entre la tercera y la cuarta franjas brillantes del patrón?

Una partícula de masa «m» se encuentra en un campo potencial unidimensional, donde su energía depende de la coordenada «x» según la ley , en donde «a» y «» son constantes. Determina el periodo para pequeñas oscilaciones.

Una cuerda de piano de acero tiene 0.70 m de longitud y una masa de 5.0 g. Se tensa mediante una fuerza de 500 N. ¿Cuál es la velocidad de las ondas tranversales en el hilo?

Un hilo de acero de 7.0 m de largo tiene una masa de 100 g. Si está sometido a una tension de 900 N, ¿cuál es la velocidad de un pulso en este hilo?

El cable de un telesquí tiene una masa de 80.0 kg y un largo de 400 m. Cuando el cable recibe un golpe transversal en un extremo, el pulso se detecta en el otro extremo 12.0 s después:

a) ¿Cuál es la velocidad del pulso generado?

b) ¿Cuál es la tensión del cable?