Problema 1 · Física PAU Aragón Ordinaria 2021

Tema: Movimiento armónico simple: muelles y péndulo · Del examen Ordinaria (2021)

Enunciado

Una masa de 3 kg3\text{ kg} está unida a un muelle horizontal cuya constante recuperadora es K=12 N/mK = 12\text{ N/m}. El muelle se estira 4 cm4\text{ cm} desde la posición de equilibrio (x=0x = 0) y se deja en libertad. Determina:

a)

La expresión de la posición de la masa en función del tiempo, x=x(t)x = x(t) considerando t=0t = 0 cuando atraviesa el punto en el que la velocidad es máxima. [0,5 puntos]

b)

Los módulos de la velocidad y de la aceleración de la masa en un punto situado a 2 cm2\text{ cm} de la posición de equilibrio. [1 punto]

c)

La energía mecánica del sistema oscilante. [1 punto]

Enunciado: Problema 1 · Física PAU Aragón Ordinaria 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) La expresión de la posición de la masa en función del tiempo, x=x(t)x = x(t) considerando t=0t=0 cuando atraviesa el punto en el que la velocidad es máxima.

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

b) Módulo de la velocidad en un punto situado a 2 cm de la posición de equilibrio.

Solución: 0,06930{,}0693 m/s / 6,936{,}93 cm/s

b) Módulo de la aceleración en un punto situado a 2 cm de la posición de equilibrio.

Solución: 0,080{,}08 m/s² / 88 cm/s²

c) La energía mecánica del sistema oscilante.

Solución: 0,00960{,}0096 J / 9,69{,}6 mJ

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