Problema 1 · Física PAU Castilla-La Mancha Extraordinaria 2024

Tema: Ondas mecánicas y sonido · Del examen Extraordinaria (2024)

Enunciado

1. Un vibrador a 400 Hz400\text{ Hz} genera una onda armónica en una cuerda que se propaga en sentido negativo del eje xx con una longitud de onda de 2 m2\text{ m}. La velocidad máxima con que oscila un punto cualquiera de la onda es 100 m/s100\text{ m/s}. Determina:

a)

La frecuencia angular y el número de ondas:

b)

La amplitud de las ondas y su velocidad de propagación por la cuerda:

c)

Teniendo en cuenta que un punto situado en x=0x=0 cuando t=300 μst=300\ \mu\text{s} presenta una elongación de 1 cm1\text{ cm} y velocidad de oscilación positiva, determina el desfase de la onda (en radianes) y escribe su función de onda completa.

Enunciado: Problema 1 · Física PAU Castilla-La Mancha Extraordinaria 2024

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) La frecuencia angular

Solución: 2513,27 rad/s2513{,}27\text{ rad/s} / 800π rad/s800\pi\text{ rad/s}

a) El número de ondas

Solución: 3,14 m−13{,}14\text{ m}^{-1} / π m−1\pi\text{ m}^{-1} / 3,14 rad/m3{,}14\text{ rad/m} / π rad/m\pi\text{ rad/m}

b) La amplitud de las ondas

Solución: 0,0398 m0{,}0398\text{ m} / 3,98 cm3{,}98\text{ cm}

b) Su velocidad de propagación por la cuerda

Solución: 800 m/s800\text{ m/s}

c) El desfase de la onda (en radianes)

Solución: −0,5 rad-0{,}5\text{ rad} / 5,78 rad5{,}78\text{ rad}

c) Escribe su función de onda completa

Solución: ψ(x,t)=0,0398⋅sen⁡(πx+800πt−0,5)\psi(x,t) = 0{,}0398\cdot\operatorname{sen}(\pi x + 800\pi t - 0{,}5)

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