Autor Tema: Sistema oscilante

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02 Junio, 2022, 03:15 pm
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G

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Un sistema oscilante basado en un muelle de constante k y una masa m, presenta una amplitud de oscilación A y una frecuencia de oscilación f. ¿Cuál es el módulo de la aceleración del oscilador cuando el módulo de su velocidad es máximo? ¿Cuál es el módulo de la aceleración cuando se encuentra en el punto de máxima elongación? ¿Si duplicamos la amplitud de oscilación del sistema, varía la frecuencia de oscilación? ¿Y la energía mecánica del sistema?
Yo diría que la aceleración es cero cuando el modulo de la velocidad es máximo. Que cuando en el punto de máx. elongación el módulo de es máxima. Que la frecuencia de oscilación no varia y la energia mecanica se cuadruplica.
¿Estaría bien?

03 Junio, 2022, 03:22 am
Respuesta #1

Richard R Richard

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Correcto todo lo que has dicho!!! :aplauso: 



En un sistema oscilante , la velocidad es máxima en el punto de equilibrio (0 de referencia) y es mínina ( es decir 0) cuando esta en la máxima amplitud en sus extremos, la aceleración es proporcional a la posición por lo que será mínima en el equilibrio (0) y máxima en los extremos.


Entonces la primer pregunta  se resuelve  diciendo que si la velocidad es máxima la aceleracion es nula o bien su modulo es cero.


Sabemos que en un sistema MAS se cumple la segunda ley e newton del siguiente modo  \( ma=-kx \)


y que de la ecuación de onda \( a=-\omega^2x \)  de donde \( \omega =\sqrt{\dfrac{k}{m}} \)




o sea si la amplitud es \( x=A \)  entonces la aceleración en los extremos en modulo es \( a=\dfrac{k}{m}A \)




si duplicas la amplitud  la frecuencia no varia ya que depende solo de la masa y de la constante del resorte


 \( f=\dfrac{\omega}{2\pi}=\dfrac{\sqrt{\dfrac{k}{m}}}{2\pi} \)




pero la energía se cuadriplica porque  aumenta con el cuadrado de la amplitud


si la energía original es \( E_o=\dfrac 12 m A^2\omega^2 \)


si se duplica la amplitud


\( E_f=\dfrac 12 m (2A)^2\omega^2=\dfrac 12 m 4A^2\omega^2=4E_o \)


se cuadriplica la energía.
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)