Problema 1 · Física PAU Aragón Ordinaria 2022

Tema: Movimiento armónico simple: muelles y péndulo · Del examen Ordinaria (2022)

Enunciado

1. (2,5 puntos)

a)

Escribe la ecuación de la elongación de un movimiento vibratorio armónico simple y comenta el significado físico de las magnitudes que aparecen en dicha ecuación. [1 punto]

Una partícula de masa mm inicia un movimiento armónico simple en el extremo de su trayectoria y le cuesta 0,1 s0{,}1\text{ s} llegar al centro de ella. Si la distancia entre ambas posiciones es de 20 cm20\text{ cm}, calcula:

b)

El periodo del movimiento y la frecuencia angular. [0,5 puntos]

c)

La ecuación de la posición de la partícula en función del tiempo. Determina la posición de la partícula 1 s1\text{ s} después de iniciado el movimiento. [1 punto]

Enunciado: Problema 1 · Física PAU Aragón Ordinaria 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Escribe la ecuación de la elongación de un movimiento vibratorio armónico simple y comenta el significado físico de las magnitudes que aparecen en dicha ecuación.

Solución: x(t)=Acos⁡(ωt+φ0)x(t) = A\cos(\omega t + \varphi_0) o x(t)=Asin⁡(ωt+φ0)x(t) = A\sin(\omega t + \varphi_0)

b) El periodo del movimiento

Solución: 0,40{,}4 s

b) La frecuencia angular

Solución: 5π5\pi rad/s / 15,7115{,}71 rad/s

c) La ecuación de la posición de la partícula en función del tiempo

Solución: x(t)=0,2cos⁡(5πt)x(t) = 0{,}2\cos(5\pi t) / x(t)=0,2sin⁡(5πt+π/2)x(t) = 0{,}2\sin(5\pi t + \pi/2)

c) Posición de la partícula 1 s después de iniciado el movimiento

Solución: −0,2-0{,}2 m / −20-20 cm

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