Ejercicio P3 · Física Selectividad Cataluña Juny Serie 2 2022

Tema: Moviment harmònic simple, ones i so · Del examen Juny Serie 2 (2022)

Enunciado

P3) El moviment d'una anguila es pot aproximar al d'una ona harmònica transversal que es propaga des del cap fins a la cua. Per a estudiar-ne el moviment hem de simplificar: no considerem l'aportació al moviment de la resta de músculs del cos, i suposem, simplement, que l'ona es genera al cap de l'anguila, que vibra amb una freqüència de 0,50 Hz0{,}50\text{ Hz} i amb una amplitud de 5,00 cm5{,}00\text{ cm}. La distància entre dos punts consecutius del cos de l'anguila que estan en el mateix estat de vibració és de 20,0 cm20{,}0\text{ cm}.

a)

Calculeu la velocitat a la qual es propaga l'ona pel cos de l'anguila, la freqüència angular i el nombre d'ona. Si a l'instant inicial el cap té una elongació zero i la velocitat d'oscil·lació transversal és positiva, determineu l'expressió de l'equació d'ona. Per a l'equació d'ona utilitzeu el sistema de coordenades de la figura superior, on el cap de l'anguila es troba sempre a l'origen de les abscisses. [1,25 punts]

b)

A partir de l'equació d'ona, deduïu i calculeu els mòduls de la velocitat i de l'acceleració màximes de l'oscil·lació transversal. Si la longitud total de l'anguila és de 58,0 cm58{,}0\text{ cm}, calculeu també la velocitat i l'acceleració transversals a la cua 10 s10\text{ s} més tard d'haver iniciat el moviment. [1,25 punts]

Enunciado: Ejercicio P3 · Física Selectividad Cataluña Juny Serie 2 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Calculeu la velocitat a la qual es propaga l'ona pel cos de l'anguila

Solución: 0,10{,}1 m/s / 1010 cm/s

a) Calculeu la freqüència angular

Solución: π\pi rad/s / 3,143{,}14 rad/s

a) Calculeu el nombre d'ona

Solución: 10π10\pi m⁻¹ / 31,431{,}4 m⁻¹ / 10π10\pi rad/m / 31,431{,}4 rad/m

a) Si a l'instant inicial el cap té una elongació zero i la velocitat d'oscil·lació transversal és positiva, determineu l'expressió de l'equació d'ona

Solución: y(x,t)=0,05sin⁡(10πx−πt+π)y(x,t) = 0{,}05\sin(10\pi x - \pi t + \pi) / y(x,t)=0,05sin⁡(πt−10πx)y(x,t) = 0{,}05\sin(\pi t - 10\pi x) / y(x,t)=0,05cos⁡(10πx−πt+π/2)y(x,t) = 0{,}05\cos(10\pi x - \pi t + \pi/2)

b) A partir de l'equació d'ona, deduïu i calculeu el mòdul de la velocitat màxima de l'oscil·lació transversal

Solución: 0,1570{,}157 m/s / 0,05π0{,}05\pi m/s / 15,715{,}7 cm/s

b) A partir de l'equació d'ona, deduïu i calculeu el mòdul de l'acceleració màxima de l'oscil·lació transversal

Solución: 0,4930{,}493 m/s² / 0,05π20{,}05\pi^2 m/s² / 49,349{,}3 cm/s²

b) Si la longitud total de l'anguila és de 58,0 cm, calculeu la velocitat transversal a la cua 10 s més tard d'haver iniciat el moviment

Solución: 0,1270{,}127 m/s / 12,712{,}7 cm/s

b) Si la longitud total de l'anguila és de 58,0 cm, calculeu l'acceleració transversal a la cua 10 s més tard d'haver iniciat el moviment

Solución: −0,290-0{,}290 m/s² / −29,0-29{,}0 cm/s²

La explicación paso a paso, hecha con IA, es Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

‹ Ejercicio P7 · Juliol Serie 2 2022 · Ejercicio P7 · Juny Serie 2 2022 ›

Más ejercicios de Moviment harmònic simple, ones i so

Exámenes oficiales en PDF y soluciones: examenselectivitat.cat