Ejercicio 5 · Física PAU Cantabria Ordinaria 2024

Tema: Ondas armónicas y ecuación de onda · Del examen Ordinaria (2024)

Enunciado

Ejercicio 5. [2,5 PUNTOS] Una onda armónica transversal viaja por una cuerda hacia la parte negativa del eje xx. Dos elementos de la cuerda AA y BB, ubicados en las posiciones xA=0 mx_A = 0\text{ m} y xB=0,6 mx_B = 0{,}6\text{ m} respectivamente, oscilan en fase y cortan al eje xx cada 0,06 s0{,}06\text{ s}. Ningún otro elemento entre AA y BB oscila en fase con ellos. Inicialmente, los puntos AA y BB tienen una elongación de +0,005 m+0{,}005\text{ m} y velocidad nula.

a)

[1 PUNTO] Escribir la expresión matemática de la onda.

b)

[0,75 PUNTOS] Calcular la velocidad de propagación de la onda.

c)

[0,75 PUNTOS] Determinar la velocidad transversal del punto de la onda situado en x=0,3 metrosx = 0{,}3\text{ metros}, en función del tiempo.

Enunciado: Ejercicio 5 · Física PAU Cantabria Ordinaria 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Escribir la expresión matemática de la onda.

Solución: y(x,t)=0,005cos⁡(10π3x+50π3t) my(x,t) = 0{,}005\cos\left(\frac{10\pi}{3}x + \frac{50\pi}{3}t\right)\text{ m}

b) Calcular la velocidad de propagación de la onda.

Solución: 5 m/s5\text{ m/s}

c) Determinar la velocidad transversal del punto de la onda situado en x = 0.3 metros, en función del tiempo.

Solución: vy(0,3,t)=−π12sin⁡(50π3t) m/sv_y(0{,}3, t) = -\frac{\pi}{12}\sin\left(\frac{50\pi}{3}t\right)\text{ m/s} / −0,262sin⁡(50π3t) m/s-0{,}262\sin\left(\frac{50\pi}{3}t\right)\text{ m/s}

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