Ejercicio C2 · Física PAU Andalucía Ordinaria Suplente 2024

Tema: Ondas · Del examen Ordinaria Suplente (2024)

Enunciado

C2.

a)

Dos partículas, una de masa mm y otra de masa 2m2m, unidas a resortes horizontales de igual constante elástica kk, describen movimientos armónicos simples de igual amplitud. Determine razonadamente la relación que existe entre: i) la energía mecánica de ambas partículas; ii) la velocidad máxima de oscilación de ambas partículas.

b)

Una masa de 3 kg3\text{ kg} está unida a un muelle de constante elástica de 12 N⋅m−112\text{ N}\cdot\text{m}^{-1} sobre una superficie horizontal sin rozamiento. El muelle se alarga 4 cm4\text{ cm} y se suelta en el instante inicial t=0 st = 0\text{ s}. Determine: i) el periodo de oscilación; ii) la expresión de la posición de la masa en función del tiempo; iii) la velocidad y la aceleración para t=3,5 st = 3{,}5\text{ s}.

Enunciado: Ejercicio C2 · Física PAU Andalucía Ordinaria Suplente 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) i) Determine razonadamente la relación que existe entre la energía mecánica de ambas partículas.

Solución: Em1=Em2E_{m1} = E_{m2} (relación 1)

a) ii) Determine razonadamente la relación que existe entre la velocidad máxima de oscilación de ambas partículas.

Solución: vmaˊx,1/vmaˊx,2=2v_{\text{máx},1} / v_{\text{máx},2} = \sqrt{2}

b) i) Determine el periodo de oscilación.

Solución: π s/3,14 s\pi\text{ s} / 3{,}14\text{ s}

b) ii) Determine la expresión de la posición de la masa en función del tiempo.

Solución: x(t)=0,04cos⁡(2t)x(t) = 0{,}04\cos(2t)

b) iii) Determine la velocidad para t=3,5 st = 3{,}5\text{ s}.

Solución: −0,0526 m/s/−5,26 cm/s-0{,}0526\text{ m/s} / -5{,}26\text{ cm/s}

b) iii) Determine la aceleración para t=3,5 st = 3{,}5\text{ s}.

Solución: −0,121 m/s2/−12,1 cm/s2-0{,}121\text{ m/s}² / -12{,}1\text{ cm/s}²

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