Opción 3A · Física PAU Valencia Extraordinaria 2026

Tema: Movimiento armónico simple · Del examen Extraordinaria (2026)

Enunciado

Un bloque de masa m=400 gm = 400\ \mathrm{g}, unido a un muelle de constante elástica kk, oscila sin rozamiento sobre una superficie horizontal. La figura muestra los instantes t=0t = 0 y t=2,0 st = 2{,}0\ \mathrm{s}, para los que se tiene consecutivamente la máxima elongación del muelle. En este intervalo, el bloque se desplaza de derecha a izquierda.

a)

Determina de forma razonada los valores del periodo, la frecuencia y la constante elástica del muelle. Escribe la expresión de la función x(t)x(t). (1 punto)

b)

Representa la gráfica de la posición del bloque en función del tiempo x(t)x(t), señalando claramente sobre ella la amplitud, el periodo y el primer instante para el que la velocidad es máxima. Razona la respuesta. (1 punto)

c)

Calcula de manera razonada la velocidad del bloque en el instante t=3,0 st = 3{,}0\ s e indica en qué sentido se moverá el bloque en ese instante. (1 punto)

Enunciado: Opción 3A · Física PAU Valencia Extraordinaria 2026

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Determina de forma razonada los valores del periodo...

Solución: 4,04{,}0 s

a) ... la frecuencia ...

Solución: 0,250{,}25 Hz / 0,250{,}25 s⁻¹

a) ... y la constante elástica del muelle.

Solución: 0,990{,}99 N/m / 0,990{,}99 kg/s²

a) Escribe la expresión de la función x(t)x(t).

Solución: x(t)=0,050cos⁡(π2t)x(t) = 0{,}050\cos\left(\frac{\pi}{2}t\right) (m, s) / x(t)=0,050sin⁡(π2t+π2)x(t) = 0{,}050\sin\left(\frac{\pi}{2}t + \frac{\pi}{2}\right) (m, s) / x(t)=5,0cos⁡(π2t)x(t) = 5{,}0\cos\left(\frac{\pi}{2}t\right) (cm, s)

c) Calcula de manera razonada la velocidad del bloque en el instante t=3,0t = 3{,}0 s

Solución: 0,0790{,}079 m/s / 7,97{,}9 cm/s

c) ... e indica en qué sentido se moverá el bloque en ese instante.

Solución: Hacia la derecha / A la derecha / Derecha / Sentido positivo / Sentido positivo del eje x / Hacia las x positivas / +x / Positivo

b) Representa la gráfica de la posición del bloque en función del tiempo x(t)x(t), señalando claramente sobre ella la amplitud, el periodo y el primer instante para el que la velocidad es máxima.

Solución: Curva cosenoidal de x(t)=0,050cos⁡(πt/2)x(t) = 0{,}050\cos(\pi t/2): empieza en x=+0,050x = +0{,}050 m en t=0t = 0, corta el eje en t=1,0t = 1{,}0 s, llega a x=−0,050x = -0{,}050 m en t=2,0t = 2{,}0 s, vuelve a cortar el eje en t=3,0t = 3{,}0 s y regresa a +0,050+0{,}050 m en t=4,0t = 4{,}0 s. Sobre la gráfica se señalan la amplitud A=0,050A = 0{,}050 m (5,0 cm), el periodo T=4,0T = 4{,}0 s (distancia entre dos máximos consecutivos) y el primer instante de velocidad máxima, t=1,0t = 1{,}0 s.

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