Guia de Pendulos Físicos - Asignaturas de Fisica de Ramon Chavez

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE HONDURAS
FACULTAD DE CIENCIAS
ESCUELA DE FÍSICA
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FS 200 FISICA GENERAL II
Guia de Estudio de la Primera Unidad (Oscilaciones)
Pendulos Fisicos
Físico. Ramón Chávez
N◦ Cuenta:
Nombre:
INSTRUCCIONES:
Resuelva cada uno de los siguientes problemas en forma clara y ordenada escribiendo su respuesta con lapiz tinta
y encerrandola en un cuadro. Se debe de entregar esta guia de estudio resuelta en el dia del examen del primer
parcial.
1. Un péndulo físico consta de un disco sólido uniforme de masa M =563g y radio R=14.4cm soportado en un
plano vertical por un pivote situado a una distancia d=10.2cm del centro del disco, como se muestra en la
figura, el disco se desplaza un pequeño ángulo y luego se suelta. Halle el periodo del movimiento armónico
simple resultante.
R/ 906ms
2. Un péndulo consta de un disco uniforme de 10.3cm de radio y 488g de masa unido a una barra de 52.4cm de
longitud que tiene una masa de 272g, como en la figura a)Calcule la inercia rotatoria del péndulo respecto al
punto de pivote. b)¿Cuál es la distancia entre el pivote y el centro de masa del péndulo? c) Calcule el periodo
de oscilación para ángulos pequeños.
R/ 219.3gm2 49.63cm, 1.5304s
3. Un aro circular de 65.3cm de radio y 2.16kg de masa está suspendido en un clavo horizontal. a)Halle la
frecuencia de oscilación para ángulos pequeños desde el equilibrio. b)¿Cuál es la longitud del péndulo simple
equivalente?
R/ 435.9mHz 1.3064m
1
4. Un péndulo físico construido a partir de secciones de igual longitud de un mismo tubo. El radio interior del
tubo es 10.2 cm y el espesor es 6.40 mm. Calcule el periodo de oscilación respecto al pivote mostrado.
R/ 1.13 s
5. Una varia uniforme de 1.25 m de longitud y masa M está articulada en un extremo y se sostiene horizontalmente con un resorte de constante k en el otro extremo. Si la vara oscila poco hacia arriba y hacia abajo,
¿Cuál es la frecuencia?
6. Una bola pequeña de masa M está unida al extremo de una barra uniforme de igual masa M y longitud
L que está articulada en la parte superior ( ver figura). Calcule el periodo de oscilación para pequeños
desplazamientos desde el equilibrio y determine este periodo para L = 2.00 m. Sugerencia: Modele el objeto
en el extremo de la barra como una partícula (R = 0).
R/ 2.68 s
2
7. Una varilla rígida de masa despreciable de 0.500 m de longitud se conecta a una regla de masa M y 1.00 m
de longitud. El sistema se hace oscilar respecto a un pivote en el extremo de la varilla (ver figura ). Encuentre
el período de oscilación para ángulos pequeños
R/ 2.09 s
8. Un péndulo físico consiste en una barra uniforme de masa M y de longitud L. El péndulo tiene su pivote en
un punto que se encuentra a una distancia x del centro de la barra, de tal manera que el periodo de oscilación
del péndulo depende de x: T (x). a)¿Qué valor de x brinda el valor maximo para T ?, b) ¿Qué valor de x
brinda el valor minimo para T ?
R/ a) x = 0, b) x = √L12
9. Un reloj de caja usa un péndulo físico para medir el tiempo. El péndulo cosiste en una barra delgada unifrome
de masa M y de longitud L pivotada libremente en torno de un extremo, con una esfera sólida de la misma
masa, M , y un radio L/2, centrada en torno del extremo libre de la barra. a) Obtenga una expresión para el
momento de inercia del péndulo con respecto a su punto de pivote como función de M y L. b) Obtenga una
expresión para el periodo del péndulo para oscilaciones pequeñas. c) Determine la longitud L que brinda u
periodo de T = 2.0 s.
√
43L
2
R/ a) I = 43
30 M L , b) T = 2π
45g , c) L = 1,0m
10. Un péndulo físico consiste de una lenteja esferica uniforme de masa M y de radio R suspendida de una
cuerda sin masa de longitud L (vease la figura). si toma encuanta en tamaño de la lenteja, demuestre que el
periodo de oscilacion pequeña de este péndulo es
√
2 2
R + (R + L)2
T = 2π 5
g(R + L)
3
11. Una varilla metálica delgada y uniforme con masa M pivota sin fricción sobre un eje que pasa por su punto
medio y es perpendicular a la varilla. Un resorte horizontal con constante de fuerza k se conecta al extremo
inferior de la varilla, y el otro extremo del resorte se fija a un soporte rígido. La varilla se desplaza un ángulo
pequeño θ con respecto a la vertical (vease figura) y se suelta. Demuestre que se mueve en MAS angular y
calcule su periodo.
√
R/ T = 2π
M
3k
"Por muy inteligente que seas, por muy bella que sea tu teoria, si no concuerda con los experimentos es errónea"
Richard Feynman
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