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NO ME SALEN
EJERCICIOS RESUELTOS DE FÍSICA Y BIOFÍSICA
Ondas
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Ejercicio 1.9 - a) Determine la amplitud, frecuencia, longitud de onda y velocidad de propagación de una onda armónica que se propaga a lo largo del eje x respondiendo a la ecuación:
f (t,x) = 3 cm cos ( 5 s-1 t – 10 cm-1 x)
b) En t = 4 s, ¿cuál es la elongación de un punto que se encuentra a 2 cm del origen? |
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Fácil, si los hay... Sencillamente está diseñado para que te familiarices con la ecuación general de las ondas... y le pierdas el respeto.
y(t,x) = A cos (ωt + kx + φ)
El primer miembro de la ecuación habla de la perturbación (en el enunciado: elongación); que lo presenta como función de t y x, las variables independientes... nosotros podeos llamarlo sencillamente y, o como a vos se te cante.
La amplitud, A, es obvio, son los 3 cm. La velocidad angular (mejor dicho: la pulsación), ω, vale 5 s-1. Luego, como
ω = 2π . f
hallamos
f = ω / 2π
f = 5 s-1 / 6,28
f = 0,8 s-1 = 0,8 Hz
La longitud de onda la tomamos del segundo término del argumento, donde se encuentra el número de onda, k :
k = 10 cm-1 = 2π / λ
Entonces:
λ = 2π / k
λ = 6,28 / 10 cm-1
λ = 0,628 cm
Por último, la velocidad de propagación...
v = λ . f = 0,628 cm . 0,8 s-1 = 0,5 cm/s
O más fácil:
v = λ . f = (2π/k) . (ω/2π) = ω/k = 0,5 cm/s
Demos la respuesta como corresponde: |
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A = 3 cm; f = 0,8 Hz; λ = 0,628 cm; v = 0,5 cm/s |
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La parte b) consiste en usar la ecuación de esta onda, o sea, pedirle que nos cuente cuánto vale la elongación para el instante 4 s en la posión 2 cm. La volvemos a copiar tal cual, pero donde aparece la t escribimos 4 s, y donde aparece la x, 2 cm.
f(4s, 2cm) = 3 cm cos ( 5 s-1 . 4 s – 10 cm-1 . 2 cm)
f(4s, 2cm) = 3 cm cos ( 20 – 20 )
f(4s, 2cm) = 3 cm cos 0
f(4s, 2cm) = 3 cm 1
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Desafío: Hallar el período de esta perturbación, y su valor en los instantes 5 y 7 segundos para las posiciones 8 y 15 centímetros. Idem, para una fase inicial de 30 grados. |
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Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización ene-09. Buenos Aires, Argentina. |
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