Segunda Cartilla 2019 - MIT

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Guía de Trabajos Prácticos 
 Física I 
 
2
da
 Parte – Ciclo 2019 
 
Ing. Carlos A. Territoriale Ing. Roberto Moyano Ing. Hugo Oris 
Lic. María R. Suarez Vargas Ing. Julia Santapaola Ing. María Murillo 
Lic. Andrea Figueredo Ing. Sergio Madregal Ing. Roberto Flores 
Ing. Martín Alonso Lic. José Luis Medina 
C á t e d r a d e F í s i c a I 
 
 
 
 
Facultad de Ingeniería FISICA I AÑO 2019 Universidad Nacional de Jujuy – U.N.Ju 
1 
 
TRABAJO PRÁCTICO Nº 10: Cuerpo Rígido 
A- PARA ANALIZAR 
1- ¿Todas las partes de una rueda en rotación poseen la misma velocidad y aceleración angular? Justifique 
2- ¿El momento de inercia de un cuerpo depende de la posición del eje de rotación ?. Explique 
3- ¿Por qué es menor la inercia rotacional de una pierna doblada que de una pierna extendida cuando ambas oscilan 
libremente desde la cadera? 
4- Un pesado cilindro de hierro y un ligero cilindro de madera, de formas similares, ruedan por un plano inclinado. ¿Cuál 
de ellos tendrá mayor aceleración? Explique 
5- ¿En qué condiciones se conserva el momento angular? 
6- Si una patinadora que está girando retrae sus brazos para reducir su inercia rotacional a la mitad, ¿Cuánto 
aumentará su rapidez de giro? 
 
B- PROBLEMAS 
1- Sobre una varilla delgada de masa despreciable de 1 m de largo se colocan 5 cuerpos a lo largo de ella cada uno con 
una masa de 1,00 kg y situados a una distancia de 0 cm, 25 cm, 50 cm, 75 cm y 100 cm con respecto a uno de sus 
extremos. Calcular el momento de inercia y el radio de giro del sistema con respecto a un eje perpendicular que pasa 
por: a) Un extremo. b) la segunda masa. c) el centro de la varilla.- 
 
2- Un cilindro sube por un plano inclinado mediante la tracción de una cuerda 
que pasa por una polea sin rozamiento y de masa despreciable y está sujeta 
a una masa de 70 kg, como se muestra en la figura. El cilindro de 45 kg de 
masa tiene 600 mm de radio y rueda sin deslizar y partiendo del reposo, 
recorre 5 m. Calcule: a) la velocidad lineal del centro de masa b) la tensión 
en la cuerda. 
 
3- Un disco de masa M y radio R se apoya sobre un plano horizontal áspero de manera, que puede rodar sin resbalar. Si 
se tira del centro del disco con una fuerza horizontal F constante; determine: a) La aceleración del centro de masa. b) La 
aceleración angular del disco c) La fuerza de roce. 
 
4- Una cuerda está enrollada sobre un disco uniforme de radio 0,2 m y masa 3 Kg. El disco se libera desde el 
reposo con la cuerda vertical y sujeta en el extremo superior en un soporte fijo. A medida que el cilindro 
desciende, calcule: a) la tensión en la cuerda b) la aceleración del centro de masa c) la velocidad del centro 
de masa cuando el cilindro descendió 1m. 
 
5- Una masa de 3,0 kg se fija a un cordón largo sin masa que está enrollado a un tambor, como en la 
figura. El tambor gira en un eje horizontal fijo sobre cojinetes sin fricción. La masa parte del reposo a 
3,0 m sobre el piso. Si la tensión en la cuerda es de 10N, ¿cuál es el momento de inercia del 
tambor?¿qué fracción de la EC. Total del sistema se debe a la rotación del tambor?. 
 
 
6- Una esfera, un cilindro y un aro, los tres cuerpos del mismo diámetro y masa, parten 
del reposo y del mismo lugar, ruedan cuesta abajo en un plano inclinado ¿Cuál llega 
primero y último a la base del plano inclinado?. 
 
7- El coeficiente de rozamiento entre una esfera homogénea de 4,9 kgf de peso y un plano inclinado de 30º con relación 
a la horizontal, es de 0,10. Calcule la aceleración angular de la esfera y la aceleración de su centro de masa (radio de 
la esfera es de 20 cm) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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8- El sistema de la figura está formado por dos masas m1=5kg y m2=0,3kg 
unidas por una cuerda inextensible mediante una polea de masa M=2kg y radio 
R=0,3cm (ICM=½.M.R 2). Entre m1 y el plano inclinado (β=30o) el coeficiente de 
rozamiento cinético es μ=0,2 y entre el plano horizontal y m2 no hay rozamiento. 
Inicialmente el sistema se encuentra en reposo y se suelta, moviéndose como se 
indica en la figura. a) Dibujar las fuerzas que actúan m1, m2 y la polea b) 
Calcular la aceleración de los bloques y las tensiones en la cuerda c) Para una 
velocidad de v=0,6m/s, calcular el momento angular de la polea con respecto al 
CM, su energía de rotación y la energía cinética total del sistema. 
 
9- Un volante de radio 1 m y masa de 100 kg se supone concentrada en la llanta arrollada a su eje, 
cuyo radio es de 10 cm y masa despreciable, hay una cuerda de la que pende un cuerpo de masa 
de 40 kg como se indica en la figura, este cuerpo está a 18 m del suelo. Calcule: a) la aceleración 
lineal con la que cae el cuerpo, b) el tiempo que tarda el cuerpo en llegar al suelo, c) la energía 
cinética adquirida por el volante al llegar el cuerpo al suelo. I=MR2 
 
10- Un carrusel en un parque de diversiones consiste en una pieza circular de 8 cm de espesor y 4 m de diámetro. El 
disco tiene una masa de 200 Kg. Al principio el carrusel está detenido. Cuatro niños cada uno con una masa de 30 Kg, 
empujan tangencialmente a lo largo de la circunferencia, corriendo alrededor del carrusel hasta alcanzar una velocidad 
de 15 Km/h, cuando saltan sobre el disco. Suponga que cada uno empuja con una fuerza de 20 N. a) ¿Cuál es la 
aceleración angular del carrusel? b) ¿Qué distancia recorre cada niño hasta subirse? c) ¿Cuál es la energía cinética del 
sistema cuando los niños han saltado sobre el carrusel? 
 
11- Una mujer de 60,0 kg está parada en el borde de una placa giratoria horizontal que tiene un momento de inercia de 
500 kg.m2 y un radio de 2,00 m. La placa giratoria se encuentra inicialmente en reposo y puede girar libremente, sin 
fricción alrededor de un eje vertical que pasa por su centro. La mujer comienza a caminar por el borde en sentido de las 
manecillas del reloj (visto desde arriba) con una rapidez constante de 1,50 m/s respecto a la Tierra. 
a) ¿En qué sentido y con qué rapidez angular gira la placa respecto de la mujer? 
b) ¿Cuánto trabajo se ha realizado sobre el sistema para ponerse en movimiento? 
. 
12- Una plataforma giratoria de 2,40 m de radio tiene momento de inercia de 2100 kg.m2 alrededor de un eje vertical 
que pasa por su centro y gira con fricción despreciable. Un niño aplica una fuerza de 18,0 N tangencialmente al borde 
durante 15s. Si la plataforma estaba inicialmente en reposo: a) ¿qué rapidez angular final alcanza? b) ¿cuánto trabajo 
efectúo el niño sobre el tiovivo? c) ¿qué potencia media suministró el niño? 
 
13- Una rueda está girando como muestra la figura con una velocidad angular de 80 
rad/s. La masa de la rueda es de 1 kg, y su momento de inercia, respecto del eje de 
rotación es 0,1 kg.m2. Si el centro de gravedad está a 0,3m del pivote, calcule: a) la 
reacción del pivote b) la velocidad angular de precesión c) Haga un diagrama 
explicativo del fenómeno 
 
14- Se dispara una partícula de masa 0,3 kg con una velocidad de 10 m/s a un ángulo de 30º con la horizontal. 
Encuentre el momento angular de la partícula respecto al origen cuando la partícula está: 
a) en el origen b) el punto más alto de la trayectoria c) justo antes de chocar con el suelo. 
 
C-PROBLEMAS ADICIONALES 
1- Una partícula de masa m = 50 g se mueve con una velocidad constante v de 20 
cm/s a lo largo de la recta AB de la figura situada a una distancia 1=10 cm del punto 
fijo 0. 
a) ¿Cuál es el valor del momento cinético axial de la partícula respecto de un eje fijo 
que pasa por O, perpendicular al plano de la figura, cuando el vector r forma un 
ángulo de 45° con la dirección de l? ¿Cuál es el sentido del vector momento cinético? 
b) Cuál es la derivada del momento cinético respecto de un eje fijo que pasa por O? 
c)¿Ycuando r forma un ángulo de 60º con el brazo I?. 
d)¿Cuál es el momento cinético de la partícula respecto de un eje que pasa por un punto de la recta AB?. 
e) Supongamos que actúa sobre la partícula una fuerza constante de magnitud igual a 100 dinas en el sentido de su 
movimiento. ¿Cuál es la derivada de la cantidad de movimiento de la partícula?. 
f) ¿Cuál es la derivada del momento cinético respecto de un eje fijo que pasa por O? 
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2- Sobre una varilla delgada de masa despreciable de 1 m de largo se fijan 5 cuerpos a lo largo de ella cada uno con 
una masa de 1,00 kg y situados a una distancia de 0 cm, 25 cm, 50 cm, 75 cm y 100 cm con respecto a uno de sus 
extremos. Calcular el momento de inercia y el radio de giro del sistema con respecto a un eje perpendicular que pasa 
por: a) Un extremo. b) la segunda masa. c) el centro de la varilla.- 
 
3- Una partícula de masa m = 100g sujeta a una cuerda de longitud l = 1m, gira como péndulo 
cónico formando la cuerda un ángulo  = 30º. ¿Cuál es el momento cinético axial de la partícula 
respecto a un eje vertical que pasa por el punto O? 
 
 
4. Una plataforma horizontal con la forma de un disco circular gira en un plano horizontal respecto de un eje vertical sin 
fricción. La plataforma tiene una masa de 100 Kg y un radio de 2 m. Un estudiante cuya masa es de 60 Kg camina 
lentamente desde el extremo de la plataforma hacia el centro de la misma. Si la velocidad angular del sistema es de 2 
rad/s cuando el estudiante está en el extremo. Determínese la velocidad angular del estudiante cuando llega a un punto 
de 0,5 m del centro. 
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TRABAJO PRÁCTICO Nº11: Estática 
A-PREGUNTAS PARA EL ANÁLISIS 
1- ¿Un cuerpo puede estar en equilibrio si está en movimiento? Justifique y ejemplifique. 
2- ¿Un objeto rígido en rotación uniforme alrededor de un eje fijo satisface las dos condiciones de equilibrio? Explique 
su respuesta. 
3- ¿Cuál de las siguientes situaciones satisfacen las dos condiciones de equilibrio?: a)una gaviota que planea con un 
ángulo constante bajo la horizontal y mantiene su rapidez constante, b) el cigüeñal de un motor de un automóvil 
estacionado que gira con rapidez angular creciente c) una pelota lanzada que no gira al desplazarse por el aire? 
4- Una escalera descansa inclinada sobre una pared. Se sentiría seguro al subir por ella si se le hubieran informado 
que el piso es liso pero que la pared es rugosa o que ésta es lisa pero que el suelo es rugoso? Justifique su respuesta. 
 
B- PROBLEMAS 
1- Un aro metálico rígido de peso despreciable está suspendido de dos 
cuerdas como muestra la figura, se le aplican dos fuerzas (mediante sendos 
dinamómetros) F1 y F2, en las direcciones que indica el dibujo. F1 = 150 N y 
F2 = 120 N (considerar sistema de fuerzas concurrentes). 
a) Calcular las tensiones en cada una de las cuerdas. 
b) Si aumentamos F1 es posible que la T1 sea cero? De ser así calcular 
el valor de F1. 
 
 
 
2- Se quiere que la cuerda que une los dos pesos de la figura se 
mantenga horizontal, si el PA = 300 N. Calcular: 
a) Las tensiones en cada una de las cuerdas. 
b) El Peso B 
 
 
 
 
3- Un hombre de 700 N desea llegar hasta el extremo de la viga, para lo cual 
coloca un Peso de 260N en un punto tal que le permite llegar sin caerse. La 
viga está simplemente apoyada en los puntos A y B, mide 4,00 m, es 
homogénea y uniforme y pesa 200 N. 
a) Calcular a qué distancia mínima de B debe colocar el peso. 
b) Calcular la reacción en los apoyos. 
 
 
4- Una viga de 15 kg de masa está fija en una pared con un perno y sostenida por una cuerda. 
La tensión máxima que puede aplicarse a la cuerda es de 500N. Si una masa se suspende 
del extremo de la viga. ¿Cuál es la masa del cuerpo que puede colgarse de la viga sin que 
se rompa la cuerda? 
 
 
 
5- Un hombre de 760 N de eso intenta escalar una pared vertical con la ayuda de una 
cuerda como muestra la figura. El coeficiente de rozamiento entre los zapatos y la 
pared es de 0,4. Calcular: 
a) la tensión en la cuerda. 
b) Las fuerzas de interacción entre la pared y los pies del hombre (normal y 
rozamiento). 
 
 
 
 
 
50º 
PA PB 
30º 
3,00 
m 
x 
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6- Uno de los extremos de un poste que pesa 100 kgf descansa sobre una superficie horizontal, siendo el coeficiente 
estático de rozamiento entre ambos de 0,3. El extremo superior está sostenido por una cuerda sujeta a la superficie y 
que forma un ángulo de 37º con el poste. Se ejerce sobre éste una fuerza horizontal F en la forma indicada. Si se 
aplica la fuerza F en el punto medio del poste ¿cuál es el valor máximo que puede tener F sin causar el deslizamiento 
del mismo? 
 
7- Dos escaleras de longitudes 6 m y 4,5 m, respectivamente están articuladas en el 
punto A y unidas por una cuerda horizontal situada a 90 cm por encima del suelo, 
como muestra la figura. Sus pesos respectivos son 40 kgf y 30 kgf, y el centro de 
gravedad de cada una de ella se halla en el punto medio. Si el suelo es liso, 
Hállese: 
a) La fuerza hacia arriba ejercida en el punto de apoyo en cada escalera. 
b) La tensión de la cuerda. 
c) La fuerza que ejerce sobre la otra en el punto A. 
d) Si se suspende una carga de 100 kgf en el punto A, halle la tensión de la cuerda. 
 
8- Un obrero que limpia una ventana emplea una escalera de masa 75 
kg. Uno de los extremos de la escalera está apoyado sobre la pared 
y el otro sobre el piso a 60º con la horizontal. Para que la escalera 
no se deslice se emplea una base de caucho. El hombre está 
parado en un escalón situado a ¾ de la longitud de la escalera con 
respecto a su base y si la fuerza normal ejercida por la pared sobre 
la escalera es de masa 43,3 kg. ¿Cuál es la fuerza que ejerce sobre 
la escalera la base de caucho? 
 
 
 
C- PROBLEMAS ADICIONALES 
1- El sistema mostrado en la figura está en equilibrio. 
Encuentre T1 y T2 y el peso de la tabla uniforme. 
 
 
 
 
 
 
 
2- Un cilindro tiene una cuerda enrollada y se mantiene en equilibrio en la posición 
que muestra la figura sobre el plano inclinado. 
a) Calcular el coeficiente de rozamiento mínimo necesario para mantener el 
equilibrio. 
b) Calcular la normal y la tensión en la cuerda suponiendo un peso de 70 N. 
 
 
 
F 
37º 
27º 
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TRABAJO PRÁCTICO Nº12: Elasticidad 
A- PARA ANALIZAR 
1- Un Alumno afirma “Cuando un sólido recupera su geometría inicial cuando cesa la aplicación de las cargas se dice 
que el material presenta un comportamiento plástico”. ¿Tiene razón?. 
2- Para fuerzas deformadoras que sobrepasan el límite de elasticidad ¿es aplicable la Ley de Hooke? 
3- Toda tracción longitudinal con alargamiento implica una contracción transversal, ¿cómo pueden relacionarse esos 
fenómenos? 
4- Los ortodoncistas usan alambres de bajo módulo de Young y alto límite elástico para corregir la posición de los 
dientes mediante arcos tensores. ¿Por qué?. 
 
B- PROBLEMAS 
1- Un alambre de 3,0 m de largo con una sección transversal de 0,060 cm2 se alarga 0,12 cm, cuando se suspende de 
él un peso de 450 N. Encontrar el esfuerzo que actúa sobre el alambre, la deformación resultante y el valor del módulo 
de Young para el alambre. 
 
 
2- Para sostener un pescado en el extremo de una caña de pescar 
uniforme de 2,00 kg de masa. Se necesita aplicar una fuerza horizontal de 
500 N, como se muestra en la figura. Calcular: 
 
a) La tensión en la cuerda de nylon. 
b) La longitud inicial de la cuerda antes de sostener el pescado si su 
diámetro es4,00mm y su modulo de Young es de 3,47x108N/m2. 
 
 
3- Un peso de 5 kg cuelga de un hilo de acero de 60 cm de longitud y 0,625 mm2 de sección. De él cuelga un 
hilo de acero como el anterior que soporta un peso de 2,5 kg. Calcular el alargamiento en cada hilo. 
Considerar que el peso de los hilos es despreciable. (Módulo de Young del acero: 2.1012 dina.cm-2) 
 
 
 
4- Una varilla de 1,05 m de longitud con peso despreciable está sostenida por 
sus extremos por alambres A y B de igual longitud. El área transversal de A es de 2,00 
mm2, y la de B, 4,00 mm2. El módulo de Young del alambre A es de 1,80.1011 Pa, el de 
B, 1,20.1011 Pa. ¿En qué punto de la varilla debe colgarse un peso w a fin de producir. 
a) esfuerzos iguales en A y B? b- ¿Deformaciones iguales en A y B? 
 
 
 
 
5- Del centro de un hilo de acero de 2 m de longitud y 0,75 mm2 de sección colgamos un 
bloque de manera que el hilo forma un ángulo de 10º con la horizontal ¿Cuánto vale la 
masa del bloque?. (Módulo de Young para el acero es de 2.1010 N.m-2) 
 
 
6- Un alambre de aluminio (YAl = 7,0x1010N/m2) y otro de acero (Yacero = 20x1010N/m2), de diámetros iguales, se unen 
por uno de sus extremos y el alambre compuesto se fija y luego se le suspende una carga. Se pide: 
a) La relación de sus longitudes para que tengan igual alargamiento. 
b) El esfuerzo que actúa sobre cada alambre, si el alambre de aluminio tiene 0,80 m de longitud y la deformación de 
cada alambre es de 2,0 mm. 
c) La elongación total del alambre. Si los alambres tienen 1,0 m de largo y 0,10 mm de diámetro y se suspende una 
carga de 3,0kgf. 
 
7- Un cuadro grande cuya masa total es 12 kg se cuelga de un clavo. El alambre que sostiene el 
cuadro es de acero y tiene un diámetro de 1,20 mm. Si la longitud del alambre sin estirar es de 1,20m 
¿Cuál es la longitud final del alambre cuando se cuelga el cuadro del clavo? Yac = 20.1010 N/m2. 
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8- Un juego de parque de diversiones consiste en pequeños aviones unidos a varillas de acero 
de15,0 m de longitud y área transversal de 8,00 cm2. a)¿cuánto se estira la varilla cuando el juego 
está en reposo? (Suponga que cada avión con dos personas en él pesa 1900 N en total), b) En 
movimiento el juego tiene una rapidez angular máxima de 8,0 rpm. ¿Cuánto se estira la varilla 
entonces?. 
 
 
9- Una esfera de hierro de 15 cm de diámetro y 13,78 kgf de peso, se encuentra suspendida de un punto situado a 3,50 
m sobre el suelo por un alambre de 2,9 m de longitud (sin deformación-. El diámetro del alambre es de 0,10 cm Se 
comunica una oscilación al péndulo así formado de manera que el centro de la esfera en la posición más baja tiene una 
velocidad de 5 m/s ¿A qué distancia sobre el suelo pasará la esfera? Y = 1,89 . 106 kgf/ cm2 
 
10- Un tirante cilíndrico de acero dulce de 3 m de longitud y 25 mm de diámetro está sometido a una fuerza de 6,5 tnf. 
Determinar la tensión longitudinal, el alargamiento total producido y la contracción transversal. El módulo de Poisson es 
de 0,3 e Y = 2,1.106 kgf/cm2. 
 
11- Una prensa hidráulica contiene0,25 m3 (250 l) de aceite. Calcule la disminución de volumen del aceite cuando se 
somete a un aumento de presión Δp = 1,6.107 Pa (unas 160 atm o 2300 psi). El módulo de volumen del aceite es B = 
5,0.109 Pa (unas B = 5,0.104 atm) y su compresibilidad es k= 1/B = 20.10-6 atm-1 
 
12- Un eje macizo de aluminio de 8 cm de diámetro se introduce concéntricamente dentro de un tubo de acero. 
Determinar el diámetro interior del tubo de manera que no exista presión alguna de contacto entre el eje y el tubo, 
aunque el aluminio soporte una fuerza axial de compresión de 40192 kgf. Para el aluminio μ es 1/3 y Yaluminio = 8.105 kg / 
cm2 
 
C-PROBLEMAS ADICIONALES 
 
1- Después de una caída un andinista de m=90 kg queda oscilando en el extremo de una cuerda de 14m de longitud y 
9,4 mm de diámetro. La cuerda se estira 2,6 cm. Hallar el modulo de Young de la misma. 
 
2- Un alambre de acero se estira 0,02% cuando se suspende de él una masa de 20 kg. Determine el diámetro del 
alambre. Yacero = 20 1010 N/m2. 
 
3- Una barra de acero cuadrada de 5 cm de lado y 1 m de longitud está sometida a una fuerza de tracción lineal de 
32000 kgf. (Y = 2,1.106 kgf/cm2; μ =0,3). Calcule: a) La deformación transversal de la barra de acero. b) La disminución 
de la dimensión lateral debida a esta carga. 
 
4- Una esfera sólida de bronce de 0,50 m3 de volumen está inicialmente en la superficie y el aire ejerce sobre la misma 
una presión de 1,0. 105N/m2 (la presión atmosférica normal). Si la esfera se sumerge en el océano a una profundidad en 
donde la presión es de 2,0. 107N/m2. ¿En cuánto cambió su volumen? B = 6,1.1010 N/m2 
 
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TRABAJO PRÁCTICO Nº13: Hidrostática 
 
A-PREGUNTAS PARA EL ANÁLISIS 
1. Un recipiente de un litro se llena completamente de plomo, de tal forma que el conjunto pesa 11,3kg. 
Seguidamente se sumerge en agua. Ud. sin usar la calculadora, ¿podría calcular el empuje? 
 
 
2. Ordenar de mayor a menor las presiones del gas en los 
compartimentos, sabiendo que la presión p6 es la presión 
atmosférica. 
 
 
 
 
3. Una roca se arroja dentro de un lago, la fuerza de empuje sobre la roca, mientras 
la misma se sumerge más y más, El empuje ¿aumenta o disminuye?. 
 
4. Dos esferas tienen el mismo volumen y distinto peso. La esfera de la derecha 
pesa 0,50kg y de la izquierda 0,750kg. Ambas esferas se hunden en agua si son 
colocadas libremente sobre su superficie. Si las esferas se suspenden de balanzas 
por medio de cuerdas inextensible y se introducen totalmente en agua ¿las 
balanzas continúan marcando lo mismo?. 
 
 
B- PROBLEMAS 
1. Suponga que usted se prepara para dormir la siesta y tiene la opción para elegir entre acostarse de espaldas en a) 
una cama de clavos, b) un piso de madera dura o c) un sofá. ¿Cuál escogería por comodidad y por qué?. Piense en 
el área de contacto del cuerpo con cada uno de esos elementos. 
 
2. Determine, en atmósferas. a) La presión producida sobre el suelo por un elefante de 6,2 toneladas si el área de 
contacto entre cada pata y el suelo es de 0,16 m2. b) La presión producida sobre el suelo por una mujer de 50 kg, 
cuando se apoya “en un taco” de su zapato, de 2 cm de diámetro. c) ¿Cuál de los dos tendrá mayores posibilidades 
de hundirse al caminar sobre un terreno blando?. 
 
3. ¿Cuál debe ser el área de contacto entre una ventosa de succión (completamente al vacío) y un techo para 
soportar el peso de un hombre de 70 kgf? 
 
4. Las puertas y los sellos de un avión están sometidos a fuerzas muy grandes durante el vuelo. A unos 10000 m de 
altura, la presión del aire fuera del avión es sólo 0,27 atm, mientras que en el interior sigue a la presión atmosférica 
normal, de 1 atm, gracias a la presurización de la cabina. Calcule la fuerza neta, debido al aire interno y externo a la 
cabina, sobre una puerta de 3,0 m2 de área. Exprese el resultado en N y en kgf 
 
5. a) ¿Cuál es la presión total sobre la espalda de un buzo en un lago a una profundidad de 8,00 m? b) Determine la 
fuerza aplicada a la espalda del buzo “únicamente por el agua”, tomando la superficie de la espalda como un 
rectángulo de 60,0 x 50,0 cm. 
 
6. La presión ejercida por los pulmones de una persona se puede medir haciendo que la 
persona sople tan fuerte como le sea posible dentro de una rama de un manómetro. Para 
realizar la experiencia, se fija un tubo de goma al extremo de un manómetro de tubo en U 
lleno con agua, como muestra la figura. Una persona exhala fuertemente sobre el tubo de 
goma y resulta una diferencia de altura Δh=61cm, entre las dos columnas. La presión 
atmosférica del lugar es 1,0 atm. a) ¿Cuál es la presión absoluta desarrollada por los 
pulmonesde la persona? b) ¿Cuál es la presión manométrica desarrollada por los 
pulmones de la persona? 
 
 
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7. Un tubo en forma de U (4 y 12 cm2 de sección respectivamente) abierto por ambos extremos 
contiene mercurio (13,6 g/cm3). Se vierte con cuidado un volumen de agua en el brazo 
izquierdo del tubo hasta que la altura de la columna de agua es de 12 cm. Calcule: a) la 
presión en la interfaz agua-mercurio. b) la altura “h” entre las superficies libres de cada brazo. 
 
. 
 
 
8. Un cubo sólido uniforme de 10 cm por lado tiene una masa de 700 g. a) ¿Flotará el cubo en agua? b) Si flota, 
¿qué fracción de su volumen estará sumergida? 
 
9. Un bloque cúbico de 10 cm de arista y 0,5 g/cm3 de densidad flota en una vasija llena de agua. Se vierte sobre el 
agua, aceite de densidad 0,8 g/cm3 hasta que la parte superior de la capa de aceite quede a 4 cm por debajo de 
la parte superior del bloque. a) ¿qué profundidad tiene la capa de aceite? b) ¿cuál es la presión manométrica en 
la cara inferior del bloque? 
 
10. Una lancha rectangular, está sobrecargada, al grado que el agua está apenas 
1,0 cm bajo la borda. Calcule la masa combinada de las personas y la lancha. 
 
 
 
 
11. Una estatua de oro sólido de 15,0 kgf de peso está siendo levantada a velocidad constante por un barco desde 
el fondo del mar. ¿Qué tensión hay en el cable cuando la estatua: a) está totalmente sumergida? b) si está 
totalmente fuera del agua?. Densidad del oro 19,2 g/cm3 y del agua 1,025 g/cm3. 
 
12. Una pieza de aleación de aluminio y oro pesa 5 kgf. Si se suspende de una balanza de resorte y se sumerge en 
agua, la balanza indica 4 kgf. ¿Cuál es el peso del oro en la aleación, si la densidad relativa del oro respecto al 
agua es de 19,3 y la del aluminio es 2,5 ? 
 
13. Un elevador de taller mecánico tiene pistones de entrada y de levantamiento (salida) con diámetros de 10 y 30 
cm, respectivamente. El elevador se usa para sostener un automóvil elevado que pesa 1,4.104 N. a) ¿Qué fuerza 
se aplica al pistón de entrada? b) ¿Cuál es la presión que se aplica al pistón de entrada? c) ¿Cuánto trabajo se 
realiza sobre cada émbolo, si el más grande asciende 2 cm? 
 
14. Un barril de roble cuya tapa tiene un área de 0,20 m2 se llena con agua. Un tubo largo y delgado, 
con área transversal de 5,0. 105 m2 se inserta en un agujero en el centro de la tapa y se vierte agua 
por el tubo. Cuando la altura alcanza los 12 m, el barril estalla a) Calcule el peso del agua en el 
tubo. b) Calcule la presión del agua sobre la tapa del barril. c) Calcule la fuerza neta sobre la tapa 
debida a la presión del agua. 
 
 
15. Calcular la aceleración con la que cae el bloque cúbico 2 dentro del agua, si el 
mismo tiene 10 kg de masa y una arista de 10 cm que está sujeto mediante una cuerda 
con un cuerpo “1” que pesa 0,5 kgf. ¿Cuál sería su aceleración si estuviera sumergido en 
mercurio? 
 
 
16. El peso de un globo y el gas que contiene es de 11,12kN. Si el globo desplaza 1132m3 de aire y el peso de 1m3 
de aire es de 12,3N. Encuentre la aceleración conque el globo comienza a elevarse. 
 
 
 
 
 
 
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C-PROBLEMAS ADICIONALES 
1. Encuentre la fuerza neta ejercida sobre el tímpano debido al agua por encima cuando se está nadando en el fondo 
de una piscina de 5,0 m de profundidad. Considere que el tímpano tiene un área de 1cm2. 
 
2. Cuál es el área del menor bloque de hielo de 30cm de espesor que soportará exactamente el peso de un hombre 
de 90kgf? Densidad relativa del hielo es de 0,917 y está flotando en agua dulce. 
 
3. Una corona hecha de oro (19,32g/cm3) y de plata (10,53g/cm3) pesa 1,63kgf en el aire y 1,53 kgf en el agua. 
Calcular el volumen de plata y de oro usada para fabricarla. 
 
4. Una esfera hueca, de radio interior 9 cm y radio exterior 10 cm flota en un líquido de densidad relativa 0,8 
quedando la mitad fuera del líquido. a) Calcule la densidad del material que forma la esfera. b) ¿Cuál sería la 
densidad de un líquido en el cual la esfera hueca pudiera justamente sostenerse cuando está sumergida por 
completo? 
 
 
5. Una esfera de volumen 0,08 m3 se encuentra aprisionada en la esquina de un recipiente 
que contiene agua. Si el peso de la esfera es de 200 N. Calcular las fuerzas de reacción de 
las paredes del recipiente en A y B. Despreciar el rozamiento. 
 
 
 
 
6. Una pequeña esfera de concreto de 2,4 g/cm3 de densidad se deposita suavemente en la superficie de una 
corriente de agua cuya velocidad es igual a 3 m/s, ¿Cuánto tiempo tardará la esfera en tocar el fondo del canal 
de 8 m de profundidad?, ¿qué distancia horizontal recorre?. Considere que la velocidad del agua permanece 
constante y dirección horizontal a todas las profundidades. 
 
 
 
 
7. El émbolo 1 de la figura tiene un diámetro de 0,64 cm y el pistón 2 tiene un diámetro de 
3,8 cm. En ausencia de fricción determine la F que se necesita para sostener un objeto 
de 0,25 kg. 
 
 
 
 
 
 
 
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TRABAJO PRÁCTICO Nº14: Hidrodinámica y Viscosidad 
 
A- PARA ANALIZAR 
1- ¿A qué se debe que bajo los efectos del viento los techos de chapa tienden a volarse hacia arriba? 
2- Algunos productos de limpieza vienen en envases plásticos provistos de un gatillo pulverizador. Explique el 
funcionamiento de este dispositivo. 
3- ¿Por qué es peligroso pararse muy cerca del borde de un andén? 
 
B- PROBLEMAS 
1- Un tubo que conduce un fluido incompresible cuya densidad es 1,30 x 103 
Kg/m3 es horizontal con h0 = 0 m. Para evitar un obstáculo, el tubo se debe 
doblar hacia arriba, hasta alcanzar una altura de h1 = 1,00 m. El tubo tiene 
área transversal constante. Si la presión en la sección inferior es P0 = 1,50 
atm, calcule la presión P1 en la parte superior. 
 
 
 
2- Por una tubería inclinada circula agua a razón de 9 m3/min, como se 
muestra en la figura: En a el diámetro es 30 cm y la presión es de 1 Kgf/cm2. ¿Cuál es la presión en el punto b 
sabiendo que el diámetro es de 15 cm y que el centro de la tubería se halla 50 cm más bajo que en a? 
 
3- Un líquido de densidad 1 kg/l se mueve a razón de 3 mm/s por un tubo horizontal de 2 cm de diámetro. En cierta 
parte, el tubo reduce su diámetro a 0,5 cm. 
a) ¿Cuál es la velocidad del líquido en la parte angosta del tubo? 
b) ¿Cuál es la diferencia de presión del líquido a ambos lados del angostamiento? 
c) ¿Bajo qué hipótesis son válidas sus respuestas? 
 
 
 
 
 
 
 
4- ¿Cuál es el trabajo requerido para bombear 1,4 m³ de agua por un tubo de 13 mm de diámetro interno si la 
diferencia de presión entre los extremos del tubo es de 1,2 atm? ¿Qué potencia se debe entregar para mantener el 
caudal igual a 0,03 m³ por segundo? 
 
5- Se llena una manguera con nafta y se cierra por sus dos extremos. Se introduce 
un extremo en un depósito de nafta a 0,3 m por debajo de la superficie y el otro 
a 0,2 m por debajo del primer extremo y se abren ambos extremos. El tubo tiene 
una sección transversal interior de área 4 x 10-4 m². La densidad de la nafta es 
680 kg m-3 
a) ¿Cuál es la velocidad inicial de la nafta en el extremo de salida? 
b) ¿Cuál es el caudal inicial del flujo de salida? 
 
 
6- Se tiene un recipiente de sección cuadrada mucho mayor que1 cm², lleno de agua hasta una altura de 2,8 m con 
una pequeña abertura de sección 1 cm² a 0,7 m de altura, tapada por un corcho. 
a) Calcular la presión manométrica sobre el corcho. 
b) Si se extrae el corcho, calcular la velocidad inicial de salida del líquido. 
 
 
7- El caudal en una tubería por la que circula agua es 208 l/s. En la 
tubería hay instalado un medidor de Venturi con mercurio como 
líquido manométrico.Si las secciones de las tuberías son 800 y 400 
cm2, calcular el desnivel h que se produce en el mercurio. Dato: 
densidad del mercurio 13,6 gr/cm3. 
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8- Un tubo de Pitot está montado sobre el ala de un avión con el objetivo de determinar la velocidad del avión con 
respecto al aire, el cual tiene una densidad de 1,03 kg/m3. El tubo contiene alcohol e indica una diferencia de nivel 
de 26,2 cm. ¿Cuál es la velocidad del avión respecto al aire? 
Dato: densidad del alcohol 810 kg/m3. 
 
9- Un tanque cilíndrico de 1,2 m de diámetro se llena hasta 0,3 m de profundidad con agua. 
El espacio encima del agua está ocupado con aire comprimido a la presión de 2,026 X 105 
N/m2. De un orificio en el fondo se quita un tapón que cierra un área de 2,5 cm3 . 
a) Calcular la velocidad inicial de la corriente que fluye a través de este orificio. 
b) Encontrar la fuerza vertical hacia arriba que experimenta el tanque cuando se quita el 
tapón. 
 
 
 
10- Por un tubo horizontal con un diámetro interior de 1,2 mm y una longitud de 25 cm circula un líquido a razón 
de 0,3 ml/s. ¿Cuál es la diferencia de presión entre sus extremos en los siguientes casos? 
a) El líquido tiene viscosidad despreciable. 
b) El líquido es agua a 20°C, cuya viscosidad es 1 cp. 
c) El líquido es sangre a 37°C, cuya viscosidad es 2 cp. 
 
11- Cuando se establece una diferencia de presión de 0,5 atm entre los extremos de cierto tubo recto de sección 
circular, fluye agua (coeficiente de viscosidad 1 cp) a razón de 30 litros por minuto. ¿Cuál sería el caudal si se 
reemplazara el caño por otro cuya longitud y diámetro son el doble que los del anterior, sin modificar la diferencia 
de presión? 
 
C-PROBLEMAS ADICIONALES 
 
1- Por un caño horizontal de sección variable fluye un líquido de 
viscosidad insignificante. Calcular la diferencia de presión 
entre los extremos del caño en función de la velocidad de 
entrada, v, y la densidad del líquido, ρ, si: 
a) la sección a la salida del caño es el triple que la de 
entrada, 
b) el diámetro a la salida del caño es el triple que el de la entrada. 
 
 
 
2-. Por una tubería con un área de sección transversal de 4,20 cm² circula el agua a una 
velocidad de 5,18 m/s. El agua desciende gradualmente 9,66 m mientras que el área del 
tubo aumenta a 7,60 cm². 
a) ¿Cuál es la velocidad del flujo en el nivel inferior? 
b) La presión en el nivel superior es de 152 kPa; halle la presión en el nivel inferior. 
 
 
 
 
3- Para un tubo horizontal de sección variable, como muestra la figura, con un fluido viscoso que entra por un 
extremo y sale por el otro, determine para los puntos A, B y C, qué opción es la correcta. 
a) La velocidad en C es menor que en A. 
b) Las velocidades y presiones en los tres puntos son iguales. 
c) Las presiones en A y C son iguales. 
d) La velocidad y la presión en A son mayores que en B. 
e) La velocidad en A es menor que en B, y la presión en A es mayor que en C. 
f) La diferencia de presión entre A y B es la misma que entre C y B. 
 
 
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TRABAJO PRÁCTICO Nº15: M.A.S. - amortiguado y forzado 
A- PARA ANALIZAR 
1- I) De los ejemplos siguientes indicar la/s opción/es correctas de ejemplos de MAS : 
a) Los aplausos efectuados por una persona b) Un balón que está rebotando 
c) La vibración de nuestras cuerdas vocales al hablar. 
 
II) Indicar si es Verdadero o falso (Justificar): 
a) En el M.A.S. el periodo es proporcional al cuadrado de la amplitud. 
b) En el M.A.S. la energía total es proporcional al cuadrado de la amplitud. 
c) El movimiento de un péndulo simple es periódico para cualquier desplazamiento angular inicial. 
d) Siempre que la aceleración sea proporcional a su desplazamiento, pero sentido contrario, el objeto se mueve con 
MAS. 
 
III) Se lleva un bloque que está unido al extremo de un resorte hasta la posición x= A y luego se suelta ¿Cuál es la 
distancia total que recorre en un ciclo completo de su movimiento?: 
A) A/2 B) A C) 2A D) 4A E) Ninguna de las opciones. 
2- Cuando se duplica la amplitud de un oscilador armónico simple, ¿cómo varía a) el período, b) la energía total, c) la 
velocidad máxima del oscilador? 
 
B- PROBLEMAS 
1- Un cuerpo de 0,25 kg de masa está sometido a una fuerza recuperadora elástica de k = 25 N/m. 
Construya una gráfica de la energía potencial elástica en función de la elongación para valores de ésta 
comprendidos entre – 0,3 m y +0,3 m. Se hace oscilar el cuerpo con una energía potencial de 0,6 J y una energía 
cinética inicial de 0,2 J y mediante el uso de la gráfica resuelva: 
I) a) ¿Cuál es la amplitud de la oscilación? b) ¿Cuál es la energía potencial cuando la elongación es igual a la mitad 
de la amplitud? c) ¿Para qué elongación son iguales la energía cinética y la potencial? d) ¿Cuál es la velocidad del 
cuerpo en el centro de su trayectoria? 
II) Calcule: a) El período T. b) La frecuencia f. c) La frecuencia angular 
2- En un motor a explosión, un pistón oscila con un movimiento armónico simple, de modo que varía de acuerdo con la 
expresión: x = (5,00 cm). cos (2t+π/3) donde x viene expresada en centímetros y t en segundos. Para el instante t = 
0, averiguar: a) la posición de la partícula. b) su velocidad. c) su aceleración, d) Averiguar el período y la amplitud 
del movimiento. 
 
3- Una barra uniforme de masa M y longitud L se articula en torno a un extremo y oscila en un plano vertical. Encuentre 
el periodo de oscilación si la amplitud del movimiento es pequeña 
 
4- Una partícula cuya masa es 0,5 kg se mueve con movimiento armónico simple. Su periodo es 0,15 s y la amplitud 
de su movimiento es de 10 cm. Calcular: la aceleración, la fuerza, la energía cinética y la energía potencial cuando 
está a 5 cm de la posición de equilibrio. 
 
5- Un cuerpo de 500g cuelga de un muelle, cuando se tira de él 10cm por debajo de su posición de equilibrio y se 
abandona a si mismo oscila con un periodo de 2s. a) ¿Cuál es su velocidad al pasar por la posición de equilibrio? b) 
¿Cuál es su aceleración cuando se encuentra 10cm sobre su posición de equilibrio? c) ¿Cuánto se acortara el 
muelle si se quita el cuerpo? 
 
6- Un cuerpo oscila con un M. A. S. Según la ecuación x = 6. cos (3 π t + π /3 ) donde x se mide en metros, t en 
segundos y los números dentro del paréntesis en radianes. En t = 2 s ¿cuál es el desplazamiento, la velocidad, 
aceleración, fase, frecuencia y el periodo del movimiento? 
 
7- Un bloque suspendido de un resorte vibra con M.A.S. En el instante en que la elongación del bloque es igual a la 
mitad de la amplitud ¿qué fracción de la energía total del sistema es cinética y cuál es potencial? 
 
8- Un bloque esta sobre una superficie horizontal, que se mueve horizontalmente con M.A.S. de frecuencia 2 Hz. El 
coeficiente de fricción estática entre el bloque y el plano es 0,5 ¿Cuál es el valor de la amplitud si el bloque no 
resbala por la superficie? 
 
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9- Una masa “m” colocada en el extremo de un resorte vibra efectuando 36 ciclos en 1 minuto. Cuando se adiciona una 
masa de 700 g a la inicial, el sistema efectúa ahora 144 ciclos en 5 minutos. Calcular cual es el valor de la masa 
“m”. 
 
10- Un dardo de masa m = 5 g es impulsado con una v0 = 200 m/s y se incrusta en 
un bloque de masa M = 95 g en reposo. ¿Cuál es la ecuación que describe el 
movimiento oscilatorio? k = 10 N/m y no existe rozamiento. ( considere que la 
diferencia de fase es cero) 
 
 
C-PROBLEMAS ADICIONALES 
1- Un péndulo simple de 2 m de longitud tiene una amplitud de 0,4 m y su lenteja posee una masa de 5 kg. Calcular la 
tensión que soporta lacuerda del péndulo cuando éste pasa por su posición de equilibrio. 
 
2- Un péndulo físico con forma de cuerpo plano está animado por un movimiento armónico simple con una frecuencia 
de 0,450 Hz. Si el péndulo tiene una masa de 2,20 kg y el pivote está situado a 0,350 m del centro de masas, 
determinar el momento de inercia del péndulo alrededor del punto del pivote. 
 
3- El péndulo de un reloj tiene un periodo de 2 s cuando g = 9,8 m/s2 a) ¿Cuánto se habrá atrasado el reloj, después 
de 24 horas, si se lo coloca en lugar donde g = 9,75 m/s sin cambiar la longitud del péndulo? b) ¿Cuál debería ser la 
longitud del péndulo a fin de mantener el tiempo correcto en la nueva posición? 
 
4- Una masa “m” colocada en el extremo de un resorte vibra efectuando 36 ciclos en 1minuto. Cuando se adiciona una 
masa de 700g a la inicial, el sistema efectúa ahora 144ciclos en 5minutos. Calcular cual es el valor de la masa “m”. 
 
5- Un bloque de 35N está suspendido de un resorte (K=520N/m). Se dispara contra el bloque desde abajo, una bala 
que pesa 0,45N, con una velocidad de 150m/s, la cual queda incrustada en el bloque. a) Encontrar la amplitud del 
MAS resultante b) ¿Qué fracción de la energía original de la bala queda almacenada en el oscilador armónico?. 
 
6- Una partícula se mueve sobre una circunferencia de radio 15 cm, dando 1 rev cada 3 segundos. a)¿Cuál es la 
velocidad de la partícula? b)¿Cuál es la velocidad angular ω? c) Escribir una ecuación para la componente x de la 
posición de la misma en función de t, suponiendo que esta sobre el eje x en el instante t=0. 
 
7- Un objeto de 2 kg oscila con una amplitud inicial de 3cm con un muelle de constante k=400N/m. Hallar a) el periodo 
y b) la energía total inicial. C) Si la energía disminuye en un 1 % por período, hallar la constante de amortiguamiento 
b y el factor Q. 
 
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TRABAJO PRÁCTICO Nº 16: Ondas - Acústica 
A- PARA ANALIZAR 
1- Supongamos que tienes una cuerda tensa horizontalmente y muy larga sujeta desde un extremo, ¿qué tipo de 
movimiento debes hacer con la mano para crear una onda viajera periódica (o armónica) sobre esa cuerda? 
2- En las ondas periódicas, ¿la rapidez de propagación depende de la amplitud, de la frecuencia, de la longitud de 
onda? ¿Por qué? 
3- Dos ondas armónicas que viajan sentidos opuestos y difieren solo en sus amplitudes, ¿producirán ondas 
estacionarías? ¿Habrá nodos? ¿Se transporta energía? 
4- a) Las cuatro cuerdas de un violín tienen diferente espesor, pero aproximadamente la misma tensión. ¿Las ondas 
viajan más rápidamente en las cuerdas gruesas o en las delgadas? ¿Por qué? Comparar la frecuencia fundamental 
de vibración de las cuerdas gruesas y delgadas. b) Los violines son instrumentos cortos, mientras que los 
violonchelos y los contrabajos son largos. Explique esto en términos de la frecuencia de las ondas que producen. 
 
B- PROBLEMAS 
1- El rango de frecuencias de las ondas sonoras audible para el oído humano es de 20 Hz a 20000 Hz 
aproximadamente. Por debajo del límite inferior de frecuencias, se tiene las ondas infrasónicas, y por encima del 
límite superior, las ultrasónicas. 
a) Si el sonido se propaga en el aire con una velocidad de 340 m/s, hallar el rango de longitudes de onda 
correspondiente a los sonidos audibles. 
b) Los murciélagos emiten ondas ultrasónicas, la más corta tiene una longitud de 3,3 mm. ¿Cuál es la 
frecuencia más alta que puede emitir un murciélago? 
c) En medicina se usan para diagnóstico (ecografías) ondas ultrasónicos de 4,5 MHz. Si la velocidad de 
propagación en el aire es de 340 m/s y en el tejido humano es de 1500 m/s, ¿cuáles son las longitudes de onda 
correspondientes? 
 
2- La ecuación de una onda transversal que se propaga por una cuerda viene dada por 
 [ ] en donde x e y se expresan en centímetros y t en segundos. Hallar: 
a) La amplitud, la frecuencia, la longitud de onda y la velocidad de propagación. 
b) La máxima velocidad transversal de un punto de la cuerda. 
 
3- Sobre una cuerda libre en un extremo, se tensa y se mueve el extremo hacia arriba y hacia abajo senoidalmente, 
con una frecuencia de 2,00 Hz y una amplitud de 0,075 m. Sobre la cuerda se produce una onda cuya rapidez de 
propagación es y se dirige hacia la derecha. Considerando que en t = 0 s, el extremo tiene 
desplazamiento máximo negativo y suponiendo que ninguna onda rebota del extremo lejano para complicar el 
patrón. 
a) Determinar la amplitud, la frecuencia angular, el periodo, la longitud de onda y el número de onda. 
b) Deducir la función de onda que la describa. 
c) Escribir las ecuaciones para el desplazamiento, en función del tiempo, del extremo que usted sujeta y de un 
punto a 3,00 m de ese extremo. 
 
4- La densidad lineal de una cuerda es de 1,6  10-4 kg/m. Una onda transversal en la cuerda se describe por medio de 
la ecuación: 
 
 . 
a) ¿Cuál es la velocidad de la onda? 
b) ¿Cuál la dirección y el sentido de la propagación de onda? 
c) ¿La tensión de la cuerda? 
 
5- El cable de un telesquí tiene 80 kg de masa, el cable une dos extremos los 400 m de ascenso y descenso por la 
ladera de una montaña. Cuando el cable recibe un golpe transversal en un extremo, el pulso de retorno en el otro 
extremo se detecta 12 s después. 
a) ¿Cuál es la velocidad de la onda? 
b) ¿Cuál es la tensión en el cable? 
 
6- Dos pulsos A y B se mueven en direcciones opuestas a lo largo 
de una cuerda tensa con una rapidez de 2 cm/s. La amplitud de 
A es el doble de B. En la figurase muestra para t= 0. Haga un 
diagrama de la cuerda en t= 1; 1,5; 2; 2,5 y 3 s. 
 
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/Sound/earsens.html
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7- Una onda se propaga por una cuerda según la ecuación , expresada en SI. 
a) Determinar la onda estacionaria resultante al interferir con otra onda igual pero de sentido contrario. 
b) Calcular la distancia entre dos nodos consecutivos. 
 
8- Una cuerda de 3m de largo y fija por sus dos extremos está vibrando en su tercer armónico. El desplazamiento 
máximo de los puntos de la cuerda es 4 mm. La velocidad de las transversales en ella es 50m/s. 
a) ¿Cuáles son la longitud de onda y la frecuencia de esta onda? 
b) Escribir la función de onda correspondiente a este caso. 
 
9- Una cuerda de 180 cm de longitud resuena en una onda estacionaria que tiene tres segmentos cuando se le envía 
una vibración de 270 Hz. ¿Cuál es la rapidez de las ondas que componen la onda estacionaria en el alambre? 
 
10- Una fuente puntual emite sonido con una potencia media de salida de 80 W. 
a) Calcule la intensidad del sonido (potencia por unidad de área) a una distancia de 30 m de la fuente. 
b) Determine el nivel de intensidad de sonido (decibeles) a esa distancia de 30 m. ( 
 ⁄ ) 
c) Establezca a que distancia, de la fuente, la intensidad del sonido será de comparable a la de un murmullo en un 
lugar público que es de alrededor de 30 dB. 
 
11- Debido a una rotura de un vidrio de una de las ventanas de un edificio, se activa su alarma que emite un sonido 
cuya frecuencia es de 300 Hz. Una patrulla policial se dirige raudamente a atender la alarma, acercándose al edificio 
a 90 km/h. 
a) ¿Qué frecuencia del sonido que escucha el conductor del patrullero? 
b) ¿Cuál es la longitud de onda percibe? (Considere la velocidad del sonido respecto al aire es de 340 m/s) 
 
12- Una ambulancia va con su sirena encendida, que emite un sonido de 1000 vib/s, alejándose de usted, que se 
encuentra en reposo, y dirigiéndose directamente a un paredón a una rapidez de 10 m/s. 
a) ¿Usted, qué frecuencia del sonido percibeproveniente directamente la sirena? 
b) ¿Y qué frecuencia del sonido experimenta de la onda reflejada por el paredón? (velocidad del sonido: 340 m/s) 
 
13- El radar de en un puesto de control de velocidad, emite microondas a una frecuencia 2 GHz (1GHz = 1106 Hz). 
Cuando la onda es reflejada por automóvil que se aleja del puesto de control, el radar detecta una diferencia de 
frecuencia de 293 Hz. Determinar si el automóvil viola el límite de máxima velocidad de 110 km/h. 
 
C-PROBLEMAS ADICIONALES 
1- Los terremotos producen principalmente dos tipos de ondas: ondas longitudinales P (P por primaria o presión) y 
ondas transversales S (S por secundaria o esfuerzo cortante). En la corteza terrestre, las ondas P viajan a 
aproximadamente 6,5 km/s, en tanto que las ondas S se desplazan a aproximadamente 3,5 km/s. El intervalo de 
tiempo entre la llegada de estas dos clases de onda a una estación de monitoreo sísmico le indica a los geólogos a 
qué distancia ocurrió el terremoto. Determinar a qué distancia de una estación sísmica sucedió el terremoto si el 
intervalo de tiempo entre ondas P y S es de 33 s. 
2- En las figuras de abajo se muestran: la función de onda en función de “x” para t = 0 (figura a) y la función de onda 
en función del tiempo para x = 0 (figura b). Determinar: la amplitud de onda, el número de onda “k”, la frecuencia 
angular “” y la fase inicial 0 de la función que describe esa onda. 
 
 
 
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica3/ondas/cuerda/cuerda.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Onda_s%C3%ADsmica
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3- La porción de una cuerda de cierto instrumento musical que está entre el puente y el 
extremo superior del batidor (o sea, la porción que puede vibrar libremente) mide 60 cm y 
tiene una masa de 2,00 g. La cuerda produce una nota A4 (440 Hz) al pulsarse justo al 
medio, considerando que vibra en su modo fundamental: a) ¿A qué distancia x del puente 
debe una ejecutante poner un dedo para tocar una nota D5 (587 Hz)? Considerar que la 
cuerda vibra en su modo fundamental. 
b) Sin reafinar, ¿es posible tocar una nota G4 (392 Hz) en esta cuerda? ¿Por qué? (Enlace a 
generador de sonido online). 
4- La sirena de una patrulla policiaca emite una onda senoidal con frecuencia f = 300 Hz, la rapidez del sonido es de 
340 m/s respecto al aire en reposo. En una persecución, el patrullero se mueve a 108 km/h. a) Dos receptores 
están quietos, uno adelante del patrullero y otro atrás. Calcule las longitudes y las frecuencias de ondas que 
perciben cada uno de estos receptores. b) ¿Si el auto de los sospechosos se desplaza a 25 m/s, que frecuencia y 
que longitud de onda perciben los sospechosos? 
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	TRABAJO PRÁCTICO Nº11: Estática
	TRABAJO PRÁCTICO Nº12: Elasticidad
	TRABAJO PRÁCTICO Nº13: Hidrostática
	TRABAJO PRÁCTICO Nº14: Hidrodinámica y Viscosidad 
	TRABAJO PRÁCTICO Nº15: M.A.S. - amortiguado y forzado
	TRABAJO PRÁCTICO Nº 16: Ondas - Acústica