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Física universitaria volumen 1

Problemas De Desafío

Física universitaria volumen 1Problemas De Desafío

Problemas De Desafío

144.

Un cable de cobre tiene un radio de 200μm200μm y una longitud de 5,0 m. El cable se coloca bajo una tensión de 3.000 N y el cable se estira un poco. Se pulsa el cable y un pulso lo recorre hacia abajo. ¿Cuál es la rapidez de propagación del pulso? (Suponga que la temperatura no cambia: (ρ=8,96gcm3,Y=1,1×1011Nm).)(ρ=8,96gcm3,Y=1,1×1011Nm).)

145.

Un pulso que se mueve a lo largo del eje x puede ser modelado como la función de onda y(x,t)=4,00me–(x+(2,00m/s)t1,00m)2.y(x,t)=4,00me–(x+(2,00m/s)t1,00m)2. (a)¿Cuál es la dirección y la velocidad de propagación del pulso? (b) ¿Qué distancia ha recorrido la onda en 3,00 s? (c) Grafique el pulso en una hoja de cálculo en el tiempo t=0,00st=0,00s y t=3,00st=3,00s para verificar su respuesta en la parte (b).

146.

Una cuerda con una densidad lineal de masa de μ=0,0085kg/mμ=0,0085kg/m se fija en ambos extremos. Una masa de 5,0 kg se cuelga de la cuerda, como se muestra a continuación. Si se envía un pulso a lo largo de la sección A, ¿cuál es la rapidez de onda en la sección A y la rapidez de onda en la sección B?

147.

Considere dos funciones de onda y1(x,t)=Asen(kx–ωt)y1(x,t)=Asen(kx–ωt) y y2(x,t)=Asen(kx+ωt+ϕ)y2(x,t)=Asen(kx+ωt+ϕ). ¿Cuál es la función de onda resultante de la interferencia de las dos ondas? (Pista: sen(α±β)=senαcosβ±cosαsenβsen(α±β)=senαcosβ±cosαsenβ y ϕ=ϕ2+ϕ2ϕ=ϕ2+ϕ2).

148.

La función de onda que modela una onda estacionaria viene dada por yR(x,t)=6,00cmsen(3,00m−1x+1,20rad)yR(x,t)=6,00cmsen(3,00m−1x+1,20rad) cos(6,00s−1t+1,20rad)cos(6,00s−1t+1,20rad). ¿Cuáles son las dos funciones de onda que interfieren para formar esta función de onda? Trace las dos funciones de onda y la adición de la suma de las dos funciones de onda en t=1,00st=1,00s para verificar su respuesta.

149.

Considere dos funciones de onda y1(x,t)=Asen(kx–ωt)y1(x,t)=Asen(kx–ωt) y y2(x,t)=Asen(kx+ωt+ϕ)y2(x,t)=Asen(kx+ωt+ϕ). La forma de onda resultante al sumar las dos funciones es yR=2Asen(kx+ϕ2)cos(ωt+ϕ2).yR=2Asen(kx+ϕ2)cos(ωt+ϕ2). Considere el caso en el que A=0,03m−1,A=0,03m−1, k=1,26m−1,k=1,26m−1, ω=πs−1ω=πs−1 y ϕ=π10ϕ=π10. (a) ¿Dónde están los tres primeros nodos de la función de onda estacionaria que comienza en cero y se mueve en la dirección x positiva? (b) En una hoja de cálculo trace las dos funciones de onda y la función resultante en el tiempo t=1,00st=1,00s para verificar su respuesta.

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