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Questions and Answers
La frecuencia de oscilación de un diapasón aumenta al aumentar la masa de sus brazos.
La frecuencia de oscilación de un diapasón aumenta al aumentar la masa de sus brazos.
False (B)
¿Qué sucede con la frecuencia de oscilación de un diapasón cuando se aumenta la masa de sus brazos?
¿Qué sucede con la frecuencia de oscilación de un diapasón cuando se aumenta la masa de sus brazos?
La frecuencia de oscilación disminuye.
Un resorte más ______ (con una mayor constante de fuerza k) ejerce una mayor fuerza para una deformación x dada, lo que causa una mayor aceleración, velocidades más altas y ciclos más cortos.
Un resorte más ______ (con una mayor constante de fuerza k) ejerce una mayor fuerza para una deformación x dada, lo que causa una mayor aceleración, velocidades más altas y ciclos más cortos.
rígido
Empareja los siguientes términos con sus definiciones:
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¿Qué factor determina la frecuencia de oscilación de un diapasón?
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Si se aumenta la constante de fuerza de un resorte, ¿qué sucede con el período de oscilación?
Si se aumenta la constante de fuerza de un resorte, ¿qué sucede con el período de oscilación?
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¿Cuál es la relación entre la frecuencia (f) y la frecuencia angular (v) de un oscilador?
¿Cuál es la relación entre la frecuencia (f) y la frecuencia angular (v) de un oscilador?
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La frecuencia angular de un oscilador depende de la amplitud de la oscilación.
La frecuencia angular de un oscilador depende de la amplitud de la oscilación.
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La aceleración del punto P en un MAS es directamente proporcional al ______ y siempre tiene el signo opuesto.
La aceleración del punto P en un MAS es directamente proporcional al ______ y siempre tiene el signo opuesto.
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La ecuación (14.8) representa la aceleración del punto P en un MAS usando la rapidez angular del punto de referencia Q.
La ecuación (14.8) representa la aceleración del punto P en un MAS usando la rapidez angular del punto de referencia Q.
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¿Cómo se relaciona la rapidez angular del punto de referencia Q con la constante de fuerza k y la masa m del oscilador?
¿Cómo se relaciona la rapidez angular del punto de referencia Q con la constante de fuerza k y la masa m del oscilador?
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A continuación, se presentan diferentes magnitudes y conceptos relacionados con el MAS. Selecciona la definición correcta para cada uno:
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La ecuación (14.8) se deriva combinando las ecuaciones (14.5) y (14.6). ¿Qué tipo de movimiento representa esta ecuación?
La ecuación (14.8) se deriva combinando las ecuaciones (14.5) y (14.6). ¿Qué tipo de movimiento representa esta ecuación?
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Explica brevemente por qué la aceleración del punto P en un MAS tiene siempre el signo opuesto al desplazamiento.
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El movimiento de un oscilador armónico simple puede ser descrito utilizando un círculo de referencia.
El movimiento de un oscilador armónico simple puede ser descrito utilizando un círculo de referencia.
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La ecuación (14.9) establece que la rapidez angular del punto de referencia Q es igual a la raíz cuadrada de la constante de fuerza dividida por la ______.
La ecuación (14.9) establece que la rapidez angular del punto de referencia Q es igual a la raíz cuadrada de la constante de fuerza dividida por la ______.
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¿Cuál de las siguientes opciones describe mejor la amplitud en el movimiento periódico?
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El periodo es el número de ciclos completos que ocurren en un segundo.
El periodo es el número de ciclos completos que ocurren en un segundo.
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¿Qué es la frecuencia angular en el contexto de oscilaciones?
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El movimiento _____ simple es un tipo de movimiento periódico que se caracteriza por ser oscilatorio.
El movimiento _____ simple es un tipo de movimiento periódico que se caracteriza por ser oscilatorio.
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Asocia los términos con sus definiciones:
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¿Cuáles son las características principales del movimiento periódico?
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Los pistones de un motor de combustión son un ejemplo de movimiento periódico.
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¿Qué factores afectan la frecuencia de un péndulo simple?
¿Qué factores afectan la frecuencia de un péndulo simple?
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Flashcards
Movimiento periódico
Movimiento periódico
Movimiento que se repite en intervalos de tiempo regulares.
Amplitud
Amplitud
La máxima distancia que se aleja de la posición de equilibrio en un movimiento oscilatorio.
Periodo
Periodo
El tiempo que tarda en completar un ciclo completo de oscilación.
Frecuencia
Frecuencia
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Frecuencia angular
Frecuencia angular
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Movimiento armónico simple
Movimiento armónico simple
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Oscilaciones
Oscilaciones
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Péndulo simple
Péndulo simple
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Aceleración del punto P
Aceleración del punto P
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Ecuación de aceleración (14.8)
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Rapidez angular v
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Constante de fuerza k
Constante de fuerza k
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Ecuaciones (14.5) y (14.6)
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Desplazamiento x
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Frecuencia (f)
Frecuencia (f)
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Periodo (T)
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Inercia (m)
Inercia (m)
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Frecuencia angular (v)
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Relación entre masa y frecuencia
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Frecuencia y frecuencia angular
Frecuencia y frecuencia angular
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Study Notes
Movimiento Periódico
- Los perros caminan más rápido que los humanos principalmente por la combinación de patas más cortas y menos masivas.
- El movimiento periódico o oscilación se caracteriza por una posición de equilibrio estable, una fuerza o torca que lo regresa al equilibrio, y energía cinética que supera la posición del equilibrio.
- Un ejemplo de un sistema con movimiento periódico es un sistema masa-resorte y un péndulo.
- La amplitud (A) es el desplazamiento máximo desde la posición de equilibrio. Se mide en metros (m) en el Sistema Internacional (SI).
- El periodo (T) es el tiempo que tarda una vibración completa. Se mide en segundos (s) en el SI.
- La frecuencia (f) es el número de ciclos por unidad de tiempo. Se mide en hertz (Hz), que es igual a 1 ciclo por segundo (1/s).
- La frecuencia angular (ω) es 2π veces la frecuencia. Se mide en radianes por segundo (rad/s).
- Las relaciones entre la frecuencia y el periodo son recíprocas.
Descripción de la oscilación
- En un sistema resorte-masa simple, el cuerpo con masa (m) se mantiene sobre una guía horizontal sin fricción, que le permite desplazarse solo en el eje x.
- El resorte está conectado al cuerpo y al extremo fijo del resorte.
- La fuerza del resorte (Fx) es la única fuerza horizontal que actúa sobre el cuerpo.
- La aceleración (ax) del cuerpo está dada por ax = Fx/m
- La fuerza de restitución es una fuerza que tiende a devolver el sistema a su posición de equilibrio.
Movimiento Armónico Simple (MAS)
- El MAS describe un tipo de oscilación donde la fuerza de restitución es directamente proporcional al desplazamiento desde el equilibrio. En este caso la fuerza de restitución es Fx = -kx
- La constante de fuerza (k) es una constante de proporcionalidad. Se mide en newtons por metro (N/m).
- La ecuación que define el MAS es ax= -(k/m)x
- El movimiento se repite eternamente, empujando el objeto hacia su posición de equilibrio.
Amplitud, periodo, frecuencia y frecuencia angular
- La amplitud máxima (A) es el desplazamiento máximo de la posición de equilibrio. En el SI se mide en metros (m).
- El periodo (T) es el tiempo que tarda el objeto en completar un ciclo. En el SI se mide en segundos (s).
- La frecuencia(f) es el número de ciclos que completa por unidad de tiempo. Se mide en Hz (ciclos por segundo).
- La frecuencia angular (ω) es 2π veces la frecuencia. Se mide en rad/s.
Movimiento Circular Uniforme
- El movimiento armónico simple puede verse como la proyección de un movimiento circular uniforme sobre un diámetro.
- Este es el principio donde se basa el círculo de referencia para interpretar MAS.
MAS vertical
- En un péndulo simple, la fuerza restauradora proviene de la fuerza gravitatoria. Sin embargo, la fuerza no es proporcional al desplazamiento sino al seno del ángulo.
- Para pequeños ángulos, la aproximación sen ɵ ≈ ɵ hace del movimiento del péndulo simple un MAS.
- El periodo (T) en un péndulo simple, para pequeños ángulos, está relacionado con la longitud(L) y la aceleración debida a la gravedad (g) como T=2π √(L/g).
- El péndulo físico es un cuerpo de masa finita que oscila alrededor de un eje.
- La ecuación para el periodo de un MAS vertical es T = 2π √(I/mgd). Donde I es el momento de inercia con respecto al eje de rotación, m es la masa, y d es la distancia desde el pivote hasta el centro de masas.
Oscilaciones amortiguadas
- Todos los sistemas reales tienen fricción.
- Los sistemas oscilatorios amortiguados pierden energía con el tiempo.
- La amplitud se disminuye gradualmente y el movimiento cesa eventualmente.
- La ecuación que define un oscilador amortiguado es x = Ae−(b/2m)t cos(w't + φ), donde b representa la constante de disipación.
Oscilaciones forzadas y resonancia
- Un oscilador armónico puede oscilar con una amplitud constante si se aplica una fuerza impulsora periódica.
- Cuando la frecuencia angular de la fuerza impulsora (wa) está cercana a la frecuencia angular natural (w') del oscilador, la amplitud de oscilación será grande, lo que se denomina resonancia.
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Description
Este cuestionario explora conceptos relacionados con la oscilación de un diapasón y los factores que afectan su frecuencia. Incluye preguntas sobre la relación entre la constante de fuerza de un resorte, el período de oscilación y la frecuencia angular de un oscilador. Ideal para estudiantes que están aprendiendo sobre mecánica y oscilaciones en física.
