taller movimiento ondulatorio 11
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COLEGIO DE LA SAGRADA FAMILIA ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL ASIGNATURA FÍSICA GRADO 11° ACTIVIDAD MOVIMIENTO ONDULATORIO Selección múltiple con única respuesta. Todas las respuestas deben ser justificadas, sin excepción. OSCILACIONES – EL M.A.S. 1. La siguiente figura es la posición que ocupa en el instante t, una partícula que describe un movimiento circular con velocidad angular uniforme w = 4π rad/s en un círculo de radio R = π cm. La figura también representa la proyección de la posición de la partícula en el eje Ox, paralela al diámetro OO´, y que contiene los dos ejes en el plano del círculo. La frecuencia del movimiento de este cuerpo es: a) b) c) d) e) En relación con el movimiento de la proyección en el eje x, es correcto decir que 3. Un cuerpo realiza un movimiento armónico simple. Con respecto a este movimiento, podemos decir que a) la trayectoria descrita por el cuerpo es una sinusoide. la magnitud velocidad del cuerpo varía de forma sinusoidal con tiempo. la dirección de la velocidad del cuerpo varía cuatro veces en cada período. la aceleración del cuerpo es invariable. el módulo de aceleración cuerpo varía linealmente con el tiempo. b) a) el movimiento es armónico simple, y su amplitud es igual a 2π cm. b) el movimiento del período es igual a 0,5 s. c) la velocidad instantánea en función del tiempo es v = -4π2sen(4πt), con una constante de fase igual a cero. d) en el punto de regreso x = -π cm, la aceleración es máxima e igual a 16π 2 cm/s2. e) el movil desde x = π hasta x = 0 cm su energía cinética disminuye. 2. Un muelle tiene un extremo fijo y el otro extremo unido a un cuerpo de 0,5 kg, que oscilan verticalmente. Se obtiene el gráfico de las posiciones asumidas por el cuerpo como una función del tiempo siguiendo el diagrama de la Fig. 0.5 Hz. 2,0 Hz. 5.0 Hz. 8.0 Hz. 10.0 Hz. c) d) e) 4. Una masa M ejecuta un movimiento armónico simple entre las posiciones x = - A y x = A, según la figura Con relacion a la velocidad y la aceleración en x = - A, podemos decir que a) ambas apuntan a la derecha. b) la velocidad es cero y la aceleración es cero. c) la velocidad es máxima y a la derecha la aceleración es nula. d. la velocidad es cero; la aceleración es máxima y apunta a la izquierda. e. la velocidad es máxima y apunta a la izquierda; la aceleración es máxima y apunta a la derecha. 8. El bloque A oscila armónicamente, sin resistencia del aire, con una cierta amplitud, como se muestra en la figura siguiente 5. Un movimiento armónico simple es descrito por la función x = 0,050Cos(π + 2πt) en las unidades del SI. En este movimiento, la amplitud y el período, valen respectivamente Mediante el aumento de su oscilación, se puede afirmar que a) b) c) d) e) b) 0,050 y 1,0. b) 0,050 y 0,50. π y 2π. 2π y π. 2,0 y 1,0. a) c) d) 6. Una partícula describe un movimiento armónico simple, según la ecuación x = 0,3Cos (π/3 + 2t) sus unidades son del SI. La velocidad máxima alcanzada por esta partícula es a) b) c) d) e) e) 9. 0,3 m / s. 0,1 m / s. 0,6 m / s. 0,2 m / s. π/3 m / s. 7. Una partícula oscila en movimiento armónico simple con una frecuencia de 10 Hz entre los puntos L y – L de una recta. En un tiempo t1 la partícula está en el punto √3/2L dirigiendose a valores más bajos, y alcanza el punto – √2/2L en el tiempo t2. 0,021s. 0,029s. 0,15s. 0,21s. 0,29s. La masa de la partícula m, unida al extremo de un resorte, oscila en un plano horizontal de fricción insignificante a lo largo de la recta y alrededor del punto de equilibrio, O. Es un armónico simple de amplitud x. De acuerdo a las afirmaciones El movimiento del periodo independiente de m. II. La energía mecánica del sistema cualquier punto de la trayectoria, constante. III. La energía cinética es máxima en punto O. Podemos afrmar que sólo a) b) c) d) e) de la constante de resorte no cambia, aumenta el período del oscilador y su velocidad. el periodo y la constante del resorte no cambia, simplemente aumenta la velocidad del oscilador. aumenta el periodo, disminuye la velocidad y la constante del resorte no cambia. el período, la velocidad máxima del oscilador y la constante aumenta. el período, la velocidad del oscilador y la constante del resorte no cambia. I. El tiempo empleado en este desplazamiento es: a) b) c) d) e) amplitud I es correcta. II es correcta. III es correcta. I y II son correctas. II y III son correctas. es en es el 10. Un bloque de masa m = 1 kg unida al extremo de un resorte y apoyado sobre una superficie horizontal sin fricción oscila alrededor de la posición de equilibrio, auna distancia de 0,1 m, como se muestra en la siguiente figura. La figura B muestra como la energía cinética del bloque varía con su movimiento. 12. Un trapecista abre las manos a lo largo de una barra de un trapecio mientras pasa por el punto más bajo de la oscilación. Despreciando la fricción, se puede decir que el trapecio a) para de oscilar b) aumenta la amplitud de la oscilación. c) aumentado su periodo de oscilación. d) no cambia de frecuencia. e) aumenta su energía mecánica. 13. Un péndulo simple se une al techo de un ascensor como se muestra en la figura: Tenga en cuenta siguientes situaciones: Podemos afrmar que a) b) c) d) e) cuando el bloque pasa a través de los extremos, es decir, x = ± 0,1 m, la aceleración del bloque es cero. la magnitud de la fuerza que el resorte ejerce sobre el bloque en la posición 0,1 M es de 2,0x103 N. la constante de muelle vale 2,0x10 4 N / m. la energía potencial del bloque en la posición +0,05 m tiene un valor de 100 J. en la posición de equilibrio, la velocidad del bloque es 20 m / s. 11. El período de oscilación T de un péndulo simple, en un sistema físico que consta de un alambre de longitud L, mantiene verticalmente su peso sobre una aceleración local de la gravedad g, se calcula como sigue: T= 2π √L/g. Por lo tanto, la frecuencia f del péndulo, que se relaciona con un periodo T, será duplicada si a) b) c) d) las I. El ascensor permanece en reposo o en movimiento vertical con velocidad constante. II. El ascensor acelera hacia arriba. III. El ascensor acelera hacia abajo. Se puede afirmar que: a) el período de oscilación II es mayor que I b) el período de oscilación en III es mayor que en I. c) la frecuencia del movimiento oscilatorio en II es menos que en III. d) sólo en I, el pendulo puede oscilar. 14. A principios de siglo, Albert Einstein propuso que las fuerzas inerciales, tales como los que aparecen en un sistema de referencia acelerado, son equivalentes a las fuerzas gravitatorias. Considere un péndulo de longitud L suspendido desde el techo de un vagón de tren en movimiento rectilíneo con aceleración constante, como se muestra a continuación: L y g se duplican. cuadruplicarmos g. L se cuadruplica L se triplica En relación a un observador en el tren, el período del péndulo que oscila alrededor de su posición de equilibrio o es: a) T = 2π √(L/g) b) T = 2π √(L /(g + a)) c) T = 2π √(L /(g2 – a2)) d) T = 2π √(L /(g2 + a2)) e) T = 2π √(L/ag) 15. Consideremos dos sistemas físicos independientes: la primera, llamada I, es del péndulo sencillo oscilante de longitud L, con amplitud pequeña en un lugar donde la aceleración de la gravedad es g; El segundo, denominado II es un objeto de masa m oscilante en un plano horizontal sin fricción, de constante de resorte elástica k, que es fijado a una pared vertical. Para ambos sistemas tienen la misma frecuencia de oscilación, la relación entre las magnitde: a) mg = Lk. b) L/k = m/g c) Lm = gk. d) L/m = (g/k)2 e) mg = (Lk)2 16. Un disco de 20 cm de diámetro gira de manera uniforme alrededor de un eje, en un plano horizontal, a 60 rpm. perpendicular al plano del disco, hay una pantalla, como se muestra en la figura. Al establecer un diámetro pequeño del objeto cilíndrico, perpendicular al disco en un punto de su periferia, se va a describir una frecuencia igual a la de disco MCU. La velocidad de la proyección ortogonal del objeto en la pantalla será a) constante a lo largo de la ruta entre A y C. b) cero en el punto B. c) máximo en el punto B y su magnitud, aproximadamente 6,3x10-1 m / s. d) máximo en el punto B y su magnitud, aproximadamente 1,26x10-1 m / s. e) máxima en A y C y su magnitud, aproximadamente 6,3x10-1 m / s. ONDAS 17. Un niño en un lago observa un corcho que flota en la superficie del agua, completando una oscilación vertical cada 2 segundos debido a la ocurrencia de las olas. Este muchacho estima en 3 m de distancia entre dos crestas consecutivas. Con esas observaciones, llegó a la conclusión de que la velocidad de propagación de estas ondas es a) b) c) d) e) 0,5 m / s. 1,0 m / s. 1,5 m / s. 3,0 m / s. 6,0 m / s. 18. Una niña llamada Clara deja caer lentamente un pequeño trozo de corcho en el centro de un recipiente cilíndrico con un diámetro de 60 cm, casi completamente llena de agua. Por lo que se forman ondas concéntricas, que se propagan a una velocidad de 2 cm/s. podemos afirmar correctamente que a) b) c) d) el corcho permanece en reposo. el corcho llegua a los 15s a la pared del vaso. el corcho llegua a la pared del vaso en 30s. el corcho no se mueve a la pared del vaso. 19. Una determinada estación de radio en particular emite a una frecuencia de 6,1 MHz (6,1x106Hz). La velocidad de la luz en el aire es 3,0x108 m / s. Para sintonizar la emisora se necesita un receptor de onda corta que opera en el rango de a) b) c) d) e) 13 m. 19 m. 25 m. 31 m. 49 m. 20. Una onda mecánica sinusoidal se propaga en un determinado medio. Si aumentamos la longitud de onda de este movimiento sin cambiar su rango, las magnitudes que aumentaran son a) b) c) d) la velocidad de propagación de la onda. la frecuencia de la onda. la velocidad angular de la onda. el período de la ola. 21. Un generador de audio es un dispositivo que genera sonido de una sola frecuencia. Uno de estos sonidos de frecuencia 500 Hz se propagan en el aire con una velocidad de 340 m / s. La longitud de onda del sonido en el aire, en metros, es a) 1,36. b) 1.02. c) 0,68. d) 0,34. 22. Cuando se toca una guitarra, un músico produce ondas en las cuerdas del instrumento. Como resultado, las ondas sonoras se generan y se propagan en el aire. Al comparar una onda producida en una de las cuerdas. de la guitarra con la onda de sonido correspondiente, es correcto decir que los dos tienen: a) b) c) d) la misma amplitud. la misma frecuencia. la misma velocidad de propagación. la misma longitud de onda. 23. El gráfico a continuación representa la posición de un tapón que se mueve verticalmente en una piscina donde se produce una onda transversal con crestas sucesivas, distantes 2,0 m unas de otras. La velocidad de propagación de la onda es a) 0,5 m/s b) 1,0 m/s c) 2,0 m/s d) 3,0 m/s e) 4,0 m / s 24. Considere las siguientes afirmaciones relativas a las formas de las ondas mostradas en la siguiente figura 26. En una fiesta en el club, una persona observa que, cuando se sumerge en el agua de la piscina, escucha la música que se está reproduciendo en el mismo tono que escuchó cuando estaba fuera de la piscina. Considere la velocidad de propagación, la longitud de onda y la frecuencia como, v1, λ1 y f1 respectivamente con el sonido escuchado fuera de la piscina y v2, λ2 y f2, para el sonido oído bajo el agua. La expresion que muestra la relación correcta entre estas cantidades es a) b) c) d) e) I. La onda longitudinal A es conocida y su longitud de onda es igual a la mitad de la longitud de onda de la onda B. II. Una onda de sonido que se propaga en el aire se describe mejor, donde las regiones oscuras se denominan regiones de compresión y regiones iluminadas, regiones de rarefacción. III. La velocidad de las ondas A y B son iguales y se mantiene constante, incluso si se duplica la longitud de onda de la onda B, por lo que es el periodo de la onda A es igual al periodo de la onda B. Por lo tanto, podemos concluir qué: a) sólo II es correcta. b) I y II son correctos. c) Todas son correctas. d) II y III son correctas. e) I y III son correctas. 25. Una onda pasa de un medio a otro, cada uno con diferente índice de refracción. En este caso es necesario el cambio de las siguientes características de la onda: a) b) c) d) el período de oscilación. dirección de propagación. la frecuencia de oscilación. velocidad de propagación. v1 = v 2 v1 > v 2 f1 = f2 f1> f2 λ1 = λ 2 27. Las ondas electromagnéticas, a diferencia de las ondas mecánicas, no necesitan un medio material para propagarse. Considere las siguientes ondas: sonido, ultrasonido, ondas de radio, microondas y luz. Acerca de estas ondas es correcto afirmar que: a) la luz y las microondas son ondas electromagnéticas y los otros son ondas mecánicas. b) La luz es una onda electromagnética y los otros son ondas mecánicas. c) El sonido es onda mecánica y los otros son ondas electromagnéticas. d) de sonido y ultrasonido son ondas mecánicas y los otros son ondas electromagnéticas. 28. Los murciélagos, estos extraños mamíferos voladores emiten ultrasonidos, el tipo de vibración tiene importantes aplicaciones en la ciencia y la tecnología. La menor longitud de onda de ultrasonido producida por un murciélago en el aire, es el orden 3,3x10-3m. La frecuencia más alta que los animales pueden emitir en un lugar donde la velocidad del ultrasonido en el aire es 330 m / s es del orden de a) 104 Hz. b) 105 Hz. c) 106 Hz. d) 107 Hz. 29. El eco es usado para determinar la profundidad de un pozo de petróleo, se emite ondas de sonido en la boca del pozo, de 220 Hz de frecuencia. Sabiendo que la longitud de onda es de 1,5 m se perecibe la onda refleada en 8s, la profundidad del pozo es: a) 2.640 m. b) 1.440 m. c) 2.880 m. d) 1.320 m. e) 330 m. 30. La figura I muestra en un momento dado, un resorte en el que se propaga una onda longitudinal. Una regla se coloca 1,5 m a su lado. 31. Una onda electromagnética se propaga en el aire a una velocidad sustancialmente igual a la de la luz en el vacío (c = 3x10 8 m / s), mientras que el sonido se propaga en el aire con una velocidad de aproximadamente 330 m / s. Se desea producir una onda sonora que se propage en el aire con la misma longitud de onda que los utilizados en radiofrecuencia modulada (FM) 100 MHz (100x106 Hz). La frecuencia de la onda sonora debe ser aproximadamente: a) b) c) d) e) 110 Hz. 1033 Hz. 11 000 Hz. 108 Hz. 9x1013 Hz. 32. La siguiente figura muestra los pulsos producidos por dos chicos, Breno y Tomás, los extremos de una cuerda. Cada pulso viaja contra el otro. El pulso producido por Breno tiene mayor amplitud que el pulso producido por Tomás. Las flechas indican las direcciones de movimiento de los pulsos. La figura II muestra cómo el desplazamiento de un punto P del resorte con respecto a su posición de equilibrio varía con el tiempo: La alternativa que tiene la mejor representación de los pulsos, poco después de la interaccion es Las mejores estimaciones de la longitud de onda λ y para el período T de esta onda son a) b) c) d) λ = 0,20 m y T = 0,50 segundos λ = 0,20 m y T = 0,20s. λ = 0,50 m y T = 0,50 segundos λ = 0,50 m y T = 0,20s. 33. De acuerdo con la teoría del movimiento de las ondas, es correcto decir que a) el sonido es una onda mecánica longitudinal. b) c) d) e) la distancia entre dos crestas consecutivas de una onda que se propaga en un medio material es independiente de la frecuencia de la fuente que lo produjo. cuando un extremo de una cuerda bajo tensión comienza a vibrar verticalmente, produce ondas transversales. todas las ondas electromagnéticas tienen la misma frecuencia. una onda cuya longitud de onda es λ sufre difracción al atravesar una abertura x si λ ≥ x. 34. La velocidad v de propagación de un pulso transversal en una cuerda depende de la fuerza de tracción T con la que se estira la cuerda y su densidad lineal μ (masa por unidad de longitud): v = √ (T / μ). Un cable de acero de 2,0 m de largo y 200 g de masa, se estira hasta 40 N. 36. El sonido es un ejemplo de una onda longitudinal. Una onda producida en una cuerda estirada es un ejemplo de una onda transversal. Lo que difiere de las ondas longitudinales de las ondas transversales es a) la dirección de la vibración del medio de propagación. b) la dirección de propagación. c) longitud de onda. d) la frecuencia. 37. Verificar la opción que llena correctamente los espacios libres del párrafo siguiente. La onda de sonido es una onda __________, que necesita de un __________ y para distinguir el tono de un sonido nos referimos al __________. La velocidad de propagación del pulso que el cable está en m / s: a) 1,0. b) 2.0. c) 4.0. d) 20. e) 40. 35. La siguiente figura muestra una onda transversal periódica que se propaga con velocidad v1 = 8 m / s en una cuerda AB, cuya densidad lineal es μ 1. Esta cuerda está conectado a otra cuerda BC, cuya densidad es μ2, y la velocidad v2 propagación de la onda en esta segunda cuerda es v = 10 m/ s. a) plana - aire - intensidad. b) mecánica - el medio material - frecuencia. c) mecánica - vacío - Frecuencia. d) Cruz - aire - Velocidad. e) cruz - el medio material - intensidad. 38. Verificar la opción que llena correctamente los espacios libres del párrafo siguiente. Cada modo de oscilación de la onda estacionaria formada en una cuerda estirada puede ser considerado como el resultado de __________ dos ondas sinusoidales idénticas que se propagan __________. La longitud de onda cuando se propaga en la línea BC es igual a: a) 7 m. b) 6 m. c) 5 m. d) 4 m. e) 3 m. a) la interferencia - en direcciones opuestas b) la interferencia - en la misma dirección c) la polarización - en la misma dirección d) dispersión - en la misma dirección e) dispersión - en direcciones opuestas 39. En los siguientes diagramas se utilizan generalmente para representar la propagación de las ondas en la superficie del agua en una cubeta de ondas. El esquema que mejor fenomeno de difracción es: representa el 41. La voz humana se produce por la vibración de dos membranas - las cuerdas vocales que entran en vibración cuando el aire de los pulmones es forzado a pasar a través de la ranura existente entre ellos. Las cuerdas vocales en las mujeres vibran, en general, con mayor frecuencia que los hombres, haciendo que emitan sonidos agudos (voz "fina"), y graves (voz "gruesa"). La propiedad del sonido que nos permite distinguir un sonido agudo de uno grave es a) b) c) d) 40. Los frentes de onda planos en la superficie del agua cambian de dirección cuando se mueve de una parte más profunda de un tanque a otro más superficial, como se muestra en el siguiente esquema. 42. Una persona es capaz de oír la voz de otra, ubicada en la parte posterior de un muro de hormigón, pero no puede verla. Esto es debido a a) b) c) d) (Datos:. Sen60° = 0,87; Sen30° = 0,50) Si la velocidad de propagación de las ondas es de 174 cm/s en la parte más profunda, en la parte menos profunda la velocidad en cm/s, sera de a) b) c) d) e) 87. 100. 174. 200. 348. la intensidad. la amplitud. el tono. el timbre. e) la difracción, ya que la longitud de onda de la luz es comparable a las dimensiones del obstáculo, pero el sonido no. la velocidad de la luz es mucho mayor que el sonido, no hay tiempo para que vaya alrededor del obstáculo, mientras que el sonido puede hacerlo. la interferencia entre las ondas que probvienen de la fuente y su reflejo con el muro: constructiva para ondas sonoras y destructiva para la luz. la dispersión de la luz, debido a que es una onda electromagnética, y no de la dispersión de la del sonido, siendo una onda mecánica. la difracción, debido a que la longitud de onda de sonido es comparable a las dimensiones del obstáculo, pero la luz no lo es. 43. Un cable hecho de un material cuya densidad lineal es 10gr/m, está bajo la tensión causada por una fuerza de 900 N. su longitud es de 90 cm. Se hace vibrar transversalmente la cuerda y esto produce ondas estacionarias mostradas en la Fig. Las afirmaciones son correctas: a) sólo I. b) I y II solamente. c) I y III. d) Sólo II y III. e) I, II y III. La frecuencia de los pulsos de ondas, que se superponen debido a esta vibración es: a) b) c) 100 Hz. 300 Hz. 500 Hz. d) 200 Hz. e) 400 Hz. 44. Las ondas sonoras emitidas en el aire por dos instrumentos musicales distintos I y II y cuyas amplitudes estan representadas en los siguientes gráficos. 46. En una onda de sonido estacionaria en el aire, la separación entre un nodo y el vientre es el 0,19 m más cercana.Teniendo en cuenta la velocidad del sonido en el aire, igual a 334 m/s, ¿cuál es el valor aproximado de la frecuencia de esta onda? a) 1760 Hz b) 880 Hz c) 586 Hz e) 334 Hz d) 440 Hz 47. Lea las siguietes afirmaciones I. una tienda de discos toca una canción que te guste. Usted viene por la calle, coche, acercándose a la tienda, pasa por delante de ella y sigue su camino, lejos de que la fuente de sonido. II. Usted está en la ventana de su casa. Un coche propaganda viene por la calle anunciando un candidato pasa por delante de su casa y lejos hasta que no se oye más de lo que se dice y aun sentirse aliviado. La propiedad que distingue el sonido de los dos instrumentos es: En ambos casos, se da cuenta de que el sonido que se oye se cambia con el tiempo. En este sentido, declare los artículos: a) b) c) d) e) a) La frecuencia real de la onda emitida por la fuente de sonido no puede coincidir con la frecuencia aparente percibido por el oyente. Este fenómeno se conoce como efecto Doppler. La longitud de onda. la amplitud. el timbre. la velocidad de propagación. la frecuencia. 45. Considere las siguientes afirmaciones: I) El eco es un fenómeno causado por la reflexión del sonido en un superficie rigida. II) El sonido bajo es el sonido de baja frecuencia. III) El timbre es la cualidad que distingue dos sonidos de la misma intensidad y volumen de diversas fuentes. b) el efecto Doppler puede producirse por cualquier tipo de fenómeno de onda. c) El sonido emitido por una fuente de sonido se aproxima un observador en reposo se realiza con una frecuencia mayor que la emitida. d) El sonido percibido por un observador se aproxima a una fuente en reposo tiene una frecuencia mayor que la emitida por la fuente. 48. La opción correcta en los espacios del texto siguiente: La alarma de un coche emite sonido de una frecuencia determinada. Para un observador que se acerca rápidamente al coche, el sonido parece ser ______________ frecuencia. Al alejarse, el mismo observador percibirá una frecuencia de______________ sonido. a) b) c) d) e) 49. a) b) c) d) e) 2 4 10 16 20 51. Dos cuerdas de diferentes densidades lineales son unidas como se muestra a continuación: mayor - igual superior - inferior igual - igual inferior - superior igual a – menor La figura muestra una partícula P de un determinado medio elástico, inicialmente en reposo. Desde un cierto momento en que es golpeado por una onda mecánica longitudinal se propaga en ese medio; la partícula pasa entonces a moverlo, ira al punto A, a continuación, ira al punto B y, finalmente, volver a la posición original. El tiempo necesario para todo este movimiento fue 2s. Los valores de frecuencia y amplitud de la onda son a) 2 Hz y 1 m b) 0,5 Hz y 0,5 m c) 0,5 Hz y 4 m 50. Si la distancia d es 2m, el tiempo (en segundos) de la onda es Los extremos A y C son fijos y la cuerda I es más densa que la cuerda II. Suponiendo que las cuerdas no absorben la energía, en relación con la onda que se propaga en la dirección indicada, se puede afirmar que: a) la longitud de onda es la misma en ambas cuerdas. b) la velocidad es la misma en ambas cuerdas. c) la velocidad es mayor en la cuerda I. d) la frecuencia es mayor en la cuerda II. e) la frecuencia es la misma en ambas cuerdas. 52. d) 2 Hz y 0,5 m e) 0,5 Hz y 1 m La figura muestra dos pulsos ideales, X y Y, que son idénticos en amplitud A, que se propagan con velocidad v en una cuerda, P con un punto fijo. La figura muestra un rizo en dos momentos: t = 5s, trazo continuo y t = 9s, trazo punteado. El momento en que ocurre la superposición, el pulso resultante oscilará con ampltiud a) b) c) d) A 2A A/2 Cero 53. Un Altavoz (S) conectado a un generador de tensión sinusoidal (G) se utiliza como un vibrador que hace oscilar con frecuencia constante, un extremo de una cuerda (C). a) 10 Hz; 14 cm. b) 10 Hz; 20 cm. c) 10 Hz; 25 cm. d) 15 Hz; 14 cm. e) 15 Hz; 25 cm. Datos: Sen30 ° = cos 60 ° = 0,5; Sen60 ° = cos 30 ° = √3/2 Sen45 ° = cos 45 ° = √2/2 considere √2 = 1.4. 55. Esta tiene una longitud de 180 cm y su otro extremo se fija, de acuerdo con la Figura I. En un momento dado, se presenta el perfil de la cuerda vibrante como se muestra en la Figura II. En este caso, en la cuerda se ha establecido una amplitud y longitud de onda, en centímetros, respectivamente, igual a a) b) c) d) 54. a) b) c) d) e) 7λ/4. 3λ/2. λ. 2λ. λ/2. 56. 2,0 y 90. 1,0 y 90 2,0 y 180. 1,0 y 180. Un vibrador produce ondas planas en la superficie de un líquido con una frecuencia f = 10 Hz y λ = 28 cm. Al pasar a través de los medios I al II, como se muestra, se observa un cambio en la dirección de propagación de la onda. En el medio II la frecuencia y la longitud de onda son, respectivamente, igual a: Dos generadores de ondas periódicas ubicados en puntos C y D emiten ondas de la misma amplitud y λ. Si las ondas se cancelan en un punto debido a la interferencia, la distancia AC – AD puede ser igual a: a) b) c) d) 57. a) b) c) d) e) Cuando un músico toca una guitarra, produce ondas en las cuerdas de ese instrumento. Como resultado, se producen ondas sonoras que se propagan en el aire. La comparación de una onda producida en una de las cuerdas de la guitarra con una onda sonora correspondiente, es correcto decir que las dos tienen la misma amplitud. la misma frecuencia. la misma velocidad de propagación. la misma longitud de onda. La frecuencia de la nota musical f = 440 Hz se llama no estándar. Su longitud de onda en metros, teniendo en cuenta la velocidad del sonido de 340 m / s, es 1,29. 2.35. 6,25x103 6,82 · 10-1. 7,73x10-1. 58. Una probeta de 40,0 cm de alto, tiene un nivel de agua de 10,0 cm. Un diapasón de frecuencia 855 Hz se cerca al extremo abierto de la probeta mostrando resonancia. Una onda sonora estacionaria posible se muestra en la siguiente figura: 4. Las ondas emitidas tienen la misma frecuencia. 5. Los sonidos emitidos tienen la misma intensidad. 6. emitidas ondas tienen diferentes amplitudes. 7. El sonido que se muestra en A es más agudo de lo indicado en B. 8. Los períodos de las ondas emitidas son iguales. La velocidad del sonido en estas condiciones es, en m/s a) 59. a) b) c) d) 60. 326 b) 334 c) 342 d) 350 La afirmación correcta es: e) 358. Cuando entras en un bus es fácil darse cuenta de que, en función de giro del motor a menudo diferentes componentes de bus entran en vibración. El fenómeno físico que está produciendo este caso se conoce como eco. dispersión. la refracción. de resonancia. Las voces de los dos cantantes, emitidas en las mismas condiciones ambientales, estuvieron representadas en un osciloscopio y presentado los aspectos geométricos de abajo. Con respecto a estas ondas, hemos hecho varias declaraciones: 1. Las voces tienen diferentes tonos. 2. Las ondas tienen la misma longitud de onda. 3. sonidos emitidos tienen la misma altura. a) 3 b) 4 c) 5 d) 6. e) 7 PROBLEMAS PROBLEMA 1. Considere un sistema masa-resorte ideal en la que el muelle tiene una constante de resorte k. La siguiente figura es la curva de energía potencial elástica como una función de U, x es el alargamiento el resorte: PROBLEMA 4. Las figuras 1 y 2, dibujadas en la misma escala, se reproducen las instantáneas fotográficas de dos ondas que se propagan en diferentes maneras. a) Determinar la constante de resorte k. b) Determinar el valor de la energía potencial U elástica del sistema a un alargamiento x = 0,2 m. PROBLEMA 2. El siguiente gráfico representa la amplitud de una señal acústica como una función del tiempo t, medido en milisegundos. A) Denominando A1 y A2, λ1 y λ2, respectivamente, las longitudes de onda y sus amplitudes asociadas con estas ondas. Determinar las proporciones de A1 / A2 y λ1 / λ2 B) Suponiendo que estas ondas tienen la misma frecuencia y que la velocidad de la primera onda es igual a 600 m/s, determinar la velocidad de la segunda onda. PROBLEMA 5. La figura representa la imagen, en un momento dado, de una cuerda en la que un pulso asimétrico se propaga hacia la derecha. Encontrar la frecuencia de esa señal. PROBLEMA 3. La sucesión de impulsos representados en la figura siguiente se produjo en 1,5 segundos. Determinar la frecuencia y el período de la onda. Sea tA el intervalo de tiempo requerido para que la cuerda alcance el punto A de la parte superior del pulso; tB es el intervalo de tiempo requerido para que el punto de la cuerda B vuelva a su posición horizontal de equilibrio. Teniendo en cuenta las distancias indicadas en la figura, calcular la relación tA / tB PROBLEMA 6. En los siguientes esquemas tienen la representación de un impulso de propagación en una cuerda. El siguiente es el pulso incidente y el lado 2 es el pulso que se produjo después por el fenómeno de reflexión, y la refracción de ambos. Teniendo en cuenta lo anterior considere cuales esquemas son verdaderas o son falsas. c) La diferencia entre las distancias recorridas por las ondas de cada fuente para el observador es igual a un número entero de longitudes de onda. d) La interferencia de las ondas en el punto O es destructivo. e) Los frentes de onda emitidas desde cada una de las fuentes tendrán menos de 0,10s para alcanzar el observador. f) El fenómeno de la interferencia entre dos ondas es una consecuencia del principio de superposición. PROBLEMA 8. Una partícula está suspendida por un cable sin masa de 1,6 m de largo, formando un péndulo, como se muestra. PROBLEMA 7. En la siguiente figura, A1 y A2 representan dos fuentes de sonido que emiten ondas con la misma frecuencia y fase. En el punto O está situado un observador. Las ondas se han emitido con 1700 Hz de frecuencia y su velocidad de propagación igual a 340 m / s. Con base en la información anterior y las propiedades de onda, revise las siguientes afirmaciones a) Las ondas emitidas por las dos fuentes son de sección transversal. b) La longitud de onda de las ondas emitidas por las fuentes es 0,20 m. En el punto P, situado a 1,2m verticalmente por debajo del punto O, hay un clavo que impide el paso del alambre. La partícula se libera cuando el cable forma un ángulo muy pequeño, con la vertical. Cuando el alambre toca el clavo, la partícula continúa su movimiento hasta que alcanza el punto más alto de su ruta. Calcular el tiempo que se tarda desde el punto de partida para este fin. Considere g = 10 m/s2 aceleración de la gravedad en el lugar. PROBLEMA 9. Un niño juega tocando su bombo a un distancia D de una pared, escuchando el eco de su ritmo. A medida que sostiene el ritmo, trata de estar a una distancia donde su ritmo coincide con el eco. La velocidad del sonido en el aire es de 340m/s. Si el tiempo entre dos pulsos consecutivos es t = 0.5 s, ¿cuál es la distancia D? PROBLEMA 10. En particular en una flauta, una onda estacionaria tiene una longitud de onda dada por λ = 2L, donde L es la longitud de la flauta. ¿La cuerda que entrega el sonido más bajo, es la más larga o la mas corta? Justifica tu respuesta. PROBLEMA 12. La siguiente figura muestra un arpa, instrumento musical construido con varias cuerdas de diferentes longitudes, amarradas en sus extremidades. Mientras que la velocidad del sonido en el aire es igual a 340 m / s, determinar: a) la frecuencia del sonido, la longitud de la ranura es de 68 cm; b) el tiempo necesario para que el sonido llegue un audiente 500 m de la flauta. PROBLEMA 11. Un artesano construye un instrumento musical rústico mediante cuerdas atadas a dos soportes. Las cuerdas son todas del mismo material, el mismo diámetro y se sometió a la misma tensión, de modo que la velocidad de propagación de las ondas transversales en ellos es la misma. Para que el instrumento pueda entregar las diferentes notas musicales, se utiliza diferentes longitudes de las cuerdas, como se muestra. Una vez afinado el instrumento, se supone que cada cuerda vibra en su frecuencia fundamental. a) Considerar que una de las cuerdas del arpa vibra con su mínimo. En esta situación, ¿cómo se relacionan con la longitud de la cuerda y la longitud de onda de la onda? Justifica tu respuesta. b) Consideremos ahora dos cuerdas del arpa, una con el doble de la longitud de la otra. Supongamos que estas cuerdas, la velocidad de propagación de las ondas es la misma. Por lo tanto, calcular la relación entre las frecuencias fundamentales de las ondas producidas estas dos cuerdas. PROBLEMA 13. Dos ondas transversales idénticas se propagan en una cuerda tensa que se verá reflejado en su punto fijo final, representado por el punto P. La figura representa los dos pulsos en el tiempo t0 = 0s. Teniendo en cuenta su velocidad de 1,0 cm/s representada a través del grafico. Determianr la forma geométrica de la cuerda en el momento: a) t1 = 4,0s. b) t2 = 6,0s. PROBLEMA 14. Una rueda que contiene en su borde 20 dientes espaciados con regularidad uniforme, da 5 vueltas por segundos. Sus dientes chocan con una caña que produce sonidos que se propaga a 340 m / s. a) ¿Cuál es la frecuencia del sonido que se produce? b) ¿Cuál es la longitud de onda del sonido que se produce? PROBLEMA 15. El canal que va desde el tímpano a la entrada del oído puede ser considerado como un tubo cilíndrico de 2,5 cm de longitud, cerrado en un extremo y abierto en el otro. Tenga en cuenta la velocidad del sonido en el aire igual a 340 m / s. Calcular la frecuencia fundamental de vibración de la columna de aire contenida en ese canal. PROBLEMA 16. La velocidad del sonido en el aire es de aproximadamente 330m/s. Se ponen dos altavoces idénticos, uno enfrente uno del otro, espaciado 6,0 m, como se muestra a continuación. Los altavoces reciben simultáneamente por el mismo amplificador una señal de frecuencia de 220 Hz. a) ¿Cuál es la longitud de onda del sonido emitido por los altosparlantes? b) ¿En qué puntos del eje entre los dos altavoces, el sonido tiene intensidad máxima? PROBLEMA 17. Cuando golpeamos el agua de un tanque con una cierta frecuencia f, la onda de propagación es igual a λ. Si aumentamos la frecuencia de los toques en el agua, ¿cuál es el cambio en la longitud de onda? ÓPTICA 61. Isaac Newton demostró, incluso sin tener en cuenta el modelo de onda de la luz del sol, que si vemos el blanco, es el resultado de la composición apropiada de diferentes colores. Mientras que hoy mediante la naturaleza ondulatoria de la luz, podemos asegurar que las ondas de luz correspondiente a diferentes colores será siempre, tendran a) b) c) d) e) la misma longitud de onda. la misma frecuencia. el mismo período. la misma amplitud. la misma velocidad 62. En un experimento clásico, se coloca dentro de una campana de cristal al vacío una vela encendida y un reloj despertador. La luz de la vela se ve, pero el Sonido de la alarma no se escucha. Esto es porque a) b) c) d) e) la longitud de onda de la luz es menor que el sonido. nuestros ojos son más sensibles que nuestros oídos. el sonido no puede viajar en el vacío y la luz si. la velocidad de la luz es mayor que la velocidad del sonido. el vidrio sirve para proteger el sonido de la alarma, pero no en luz. La velocidad de la luz en el vacío es 3,0x108 m/s. Podemos concluir que la frecuencia de los valles de color naranja claro, en hergios, aproximadamente es a) b) c) d) e) 180. 4,0x10-15. 0,25x1015. 2,0x10-15. 0,5x1015. 64. Estas detenido en una intersección, esperando que la luz roja pase verde. La distancia entre usted y la señal es de 10 m. Esta distancia corresponde a veinte millones de veces la longitud de onda de la luz emitida por la señal. Velocidad de la luz en el aire es 3,0x108 m /s Con esta información, se puede concluir, con razón, que la frecuencia de la luz roja es a) b) c) d) e) 6x106. 6x108. 6x1010. 6x1012. 6x1014. 65. En la siguiente figura, F es una fuente potente de luz y la pantalla es opaca. 63. La siguiente figura representa un instante dado, el valor (en escala arbitraria) y el campo eléctrico asociado con una onda electromagnética que se propaga en el vacío, a lo largo del eje x, que corresponde a un rayo de luz color naranja. Se puede decir que I, II y III, respectivamente, son regiones donde se da : a) b) c) d) sombra, sombra y penumbra. sombra, sombra y sombra. poca luz, sombra y penumbra. sombra, sombra y sombra. 66. En agosto de 1999, se produjo el último eclipse total de Sol del siglo. Un estudiante propuso, entonces, una forma de simular eclipses. Tuvo la idea utilizar un globo esférico y opaco, 40 m de diámetro, que tapa el sol cuando se mantiene por una cuerda a una altura de 200 m. Se hacen observaciones, debidamente cuando el centro del Sol y el centro del globo se coloca verticalmente sobre el mismo, en un día de cielo claro. Considere las siguientes porposiciones sobre el posible resultado de esta propuesta, conociendo que la distancia de la Tierra al Sol es 150x10 6 km y que el Sol tiene un diámetro de 0,75x10 6 km aproximadamente. I) El globo escondía todo el sol: el estudiante no vería ninguna parte del Sol directamente. II) El globo es demasiado pequeño: el estudiante todavía veria partes directamente del sol. III) El cielo se oscurecerá para el estudiante, como si fuera de noche. Sólo es correcto lo que se dice en: a) I. b) II. c) III. d) I y III. e) II y III. 69. Una broma propuesta en un programa científico de un canal de televisión con una gran caja de cartón, se corta un agujero en una de sus caras, lo que permite poner su cabeza en el interior, y un agujero en el lado opuesto al que el observador mira. Así, ve imágenes externas proyectadas enfrente, a través del agujero tras él. Este fenómeno óptico se basa en: a) b) c) d) e) Principio de superposición de brillantes rayos. Principio de reflexión de la luz. Principio de refracción de la luz. Principio de Propagación rectilínea de la luz. Principio de Independencia brillantes rayos. 70. Un espejo plano en posición inclinada, en un ángulo de 45° con el suelo. Una persona que se observa en el espejo, como muestra la figura. 67. Dos rayos de luz que se propagan en un medio homogéneo y transparente, se cortan en un punto determinado. Desde ese punto, se puede afirmar que a) b) c) d) e) los rayos de luz se cancelan. cambia la dirección de propagación. continua propagándose en la misma dirección que antes. se propaga en trayectorias curvas. vuelven en direcciones opuestas. 68. El ángulo entre el rayo reflejado y el rayo incidente es 72°. El ángulo de incidencia es a) 18 ° c) 36 ° b) 72 ° d) 144 ° La flecha que mejor representa la dirección en la que debe dirigir su mirada con el fin de ver los zapatos que usted está usando, es a) A b) B. c) C d) D. e) E. 71. Una mesa cubierta con una placa de vidrio plana, no se puede ver tan claramente como otro punto en el exterior, porque el vidrio a) b) c) d) e) es opaco. es transparente. no refleja la luz. una parte de la luz la refleja. es una nueva fuente de luz. 72. En cuanto a un espejo convexo, si el objeto es real, se puede afirmar que a) forma imágenes derechas y disminuidas. b) de ninguna manera disminuye imágenes. c) las imágenes se pueden proyectar en las pantallas. d) forma imágenes reales. e) sus imágenes son más nítidas que las dadas por un espejo plano. 73. Un espejo utilizada por esteticistas permite al cliente, justo al lado del espejo, ver su cara y más detalles ampliados de la piel. Este espejo es: a) b) c) d) cóncava. plano. plano convexo. convexa. 74. Un objeto real se coloca en el eje principal de un espejo cóncavo esférico a 4 cm en su vertice. La imagen de este objeto es real y se encuentra a unos 12 cm del vértice del espejo, cuyo radio de curvatura es: a) 2 cm. b) 4 cm. c) 6 cm. El radio de curvatura del espejo es a) 6 cm. d) 14 cm. b) 16 cm. e) 18 cm. c) 24 cm. 77. Un espejo cóncavo tiene un radio de 24 cm de curvatura. Mirándolo desde una distancia de 6,0 cm, se observa que el tamaño de la imagen de una cicatriz 0,5 cm en su cara, es a) 0,2 cm b) 1,0 cm c) 6.0 cm virtual y invertida. virtual y derecha. real e invertida. real y derecha. d) 0,5 cm e) 2.4 cm 78. Una fuente de luz O se coloca al frente de un espejo cóncavo de foco F, perpendicular a su eje principal y con un extremo sobre el mismo. La distancia de esta al espejo es igual a 3/2 de la longitud focal del espejo. La alternativa que mejor representa la imagen I formada es a) b) d) 3 cm. e) 5 cm. 75. Sobre el eje de un radio de curvatura de 10cm de un espejo esférico convexo, se coloca un objeto real. La distancia entre el objeto y el espejo es de 20 cm. Por lo tanto, se obtiene una imagen de características a) b) c) d) 76. A 12 cm de un espejo esférico, se pone un objeto perpendicular a su eje principal. La imagen obtenida, proyectada en una pantalla, tiene el doble de la altura del objeto. c) d) 79. Un niño se coloca delante de un gran espejo plano a 40 cm de éI. La imagen del niño que forma el espejo: I. II. III. IV. V. es real es mayor que el niño es de 40 cm detrás del espejo se encuentra en la superficie del espejo es creado por la refracción de la luz Son correctas las afirmaciones a) b) c) d) e) III. I y IV. IV y V. I, II y V. II, III y V. 80. Un haz monocromático de luz cae sobre la superficie plana de un bloque de vidrio de tal manera que el haz reflejado R forman un ángulo de 90° con el rayo refractado r. El ángulo entre el rayo incidente I y superficie de separación de los dos medios es 32°, como se muestra en la figura De este hecho, el estudiante concluyó que: a) el valor del índice de refraccion del medio A es mayor que en el medio B. b) el valor del índice de refraccion del medio A es la mitad que en el medio B. c) la velocidad de propagación de la luz en los medios A y B, es la misma. d) la velocidad de la luz en el medio A es inferior a la del medio B. e) la velocidad de la luz en el medio A es mayor que en el medio B. 82. La siguiente figura muestra un rayo de luz que incide sobre la superficie que separa dos medios transparentes 1 y 2. Tenga en cuenta las siguientes afirmaciones Los ángulos de incidencia y de refracción medidos respectivamente son a) b) c) d) e) I. En el medio 1 la frecuencia de la luz es mayor que el segundo medio. II. En el medio 1 longitud de onda de la luz es mayor que la del segundo medio. III. El medio 1 es más denso el medio 2. IV. En el medio 1 la velocidad de la luz es mayor que en el segundo medio. 62° y 38°. 58° y 32°. 90° y 38°. 32° y 90° 58° y 45°. Las afirmaciones correctas son 81. Un estudiante de física observa un haz de luz que se propaga a través de un medio A a un medio B, homogéneo y transparente como se muestra. a) b) c) d) e) I y II. II y III. III y IV. I y IV. II y IV. 83. Hoy en día, algunos indigenas que pescan en las aguas cristalinas de los ríos, lo hacen con lanzas afiladas, hechas de madera. Sin saber que el índice de refracción del agua es igual a 1,33, saben de la experiencia de su día a día, la ley de refracción (o la supervivencia de la naturaleza), y por lo tanto puede hacer su pesca. 85. La velocidad de la luz en el agua es 3/4 de la velocidad de la luz en el vacío, su índice de refracción absoluta es: a) b) c) d) e) 1,00. 1.50. 2,66. 1,33. 3,12. 86. Un rayo de luz pasa del aire al agua después de llegar a la superficie con un ángulo de incidencia de 45°. Al entrar en el agua, la propiedad de la luz que varia es I. II. III. IV. La figura anterior es sólo esquemática. Representa la visión que el indigena tiene de la posición del pescado. Es decir, que ve a los peces en la profundidad III. Las posiciones I, II, III y IV corresponden a diferentes profundidades en la misma vertical. Tengamos en cuenta que el pescado está casi parado en esa posición. El indigena arroja su lanza hacia el punto a) b) c) d) 1,25 1,25. 0,8 0.8. 7,2x1016 I y II solamente. II, III y IV. I, III y IV. III y IV. I, II, III y IV. 87. Considera las siguientes afirmaciones obre la refracción de la luz: I. Sólo se produce con la desviación de los rayos de luz. II. El rayo refractado se acerca a la normal , el medio es mas denso. III. La refracción se produce sólo del medio menos denso al más denso. IV. El medio de mayor densidad la velocidad de la luz se reduce. I. II. III. IV. 84. Un haz de luz monocromática pasa a través de un determinado medio homogéneo, transparente e isótropo, con una velocidad de 2,4x108 m / s. Considerando que la velocidad de la luz es C = 3,0x108 m / s, el índice de refracción absoluta es a) b) c) d) e) a. b) c) d) e) Longitud de onda Frecuencia Velocidad de propagación dirección de propagación Sólo es correcto la a) b) c) d) e) I y II. I y III. II y III. II y IV. III y IV. 88. En un día caluroso, al observar una carretera pavimentada, tenemos la impresión de que esta "húmeda" delante de nosotros. Tal fenómeno es consecuencia de a) b) c) d) e) la polarización de la luz. la refracción de la luz. la difracción de la luz. difusión de la luz. la intervención de la luz. 89. Considera que un rayo de luz se propaga de un medio de índice de refracción n1 a un medio de índice de refracción n2. La superficie de separación entre los dos medios es plana. Valorar si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas. a) b) c) d) Si ese rayo de luz incide oblicuamente, se refracta, al acercarse a la normal, el índice de refracción n1 es menor que el índice de refracción n2. Si la relación de los senos de los ángulos de incidencia y refracción es 1.5, el rayo de la velocidad de la luz en el índice medio de n1 de refracción será un 50% menor que en el medio de índice de refracción n 2. Si la reflexión interna total se produce para un ángulo de incidencia igual a 30 °, el índice de refracción del medio será dos veces mayor que en el otro medio. El producto de la velocidad del rayo de luz a través del índice de refracción en el mismo medio es constante. 90. Dos niños observan un acuario en la forma de una paralelepípedo cuyos bordes son opacos. Uno de los niños afirma que en el acuario hay unos pescados; el otro dice que hay dos. Sabiendo que estos niños no mienten, marque la alternativa que mejor explica lo que está sucediendo. Los círculos alternativos representan los niños, los puntos representan los peces y el rectángulo representa el acuario, todo ello visto desde arriba. 91. Un haz de luz verde tiene una longitud de onda de 600 nm (6x10-7 m) en el aire. La longitud de onda de la luz en nm, en el agua, donde la velocidad de la luz sólo es el 75% del aire, es a) b) c) d) e) 350 400 450 500 550 92. Un haz de láser que se propaga en el aire con velocidad vaire, entra en una lámina de vidrio y su velocidad se reduce a vvidrio = 2/3 vaire. Sabiendo que en el presente caso, la frecuencia no cambia cuando se pasa de un medio a otro, la relación entre las longitudes de onda en el vidrio y el aire, λvidrio / λaire viene dada por: a) b) c) d) -1/3. -2/3. 1 3/2 93. Un rayo de luz r incide sobre la cara de un material del prisma transparente, tal como se indica en el esquema. El límite del ángulo de refracción para el aire es de 41 °. Este rayo luz va a) a incidir en la segunda cara del prisma y reflejarse con un ángulo reflexión igual a 45°. b) a incidir en la segunda cara del prisma y reflexionarse sobre si mismo. c) a incidir en la segunda cara del prisma y reflejarse un ángulo de reflexión igual a 22,5°. d) a pasar del aire a la segunda cara del prisma alejandose de la normal. e) a moversd del aire a la segunda cara del prisma, acercándose a la normal. 94. Un haz monocromático de luz incide perpendicular en un lado de un prisma equilátero y emerge de forma rasante en la otra cara. Considerando √3 = 1,73 y asumiendo al prisma inmerso en el aire cuyo índice de refracción es 1, el índice de refracción del material que constituye el prisma es aproximadamente a) b) c) d) e) 0,87. 1,15. 2,00. 1,41. 2.82. 95. La tecnología moderna utilizada en telecomunicaciones, como las fibras ópticas para reemplazar cables de metal, permite enviar mensajes que se transmiten a través de los pulsos de luz en lugar de impulsos eléctricos. La transmisión de luz a través de fibras ópticas se basa en el fenómeno: a) b) c) d) de difracción. la interferencia. la refracción. la reflexión total. 96. El principio básico del funcionamiento de una fibra óptica es poner un material X con índice de refracción nX, dentro de otro material Y con un índice de refracción nY. Un haz luz que incide sobre un extremo de X cruza a la otra sin penetrar el material Y debido a múltiples reflexiones totales. Esta situación se ilustra en la figura: Para que esto suceda, es necesario que a) b) c) d) nX <nY. nX = 0. nX = nY. nX> nY. 97. Tres haces de luz de la misma intensidad pueden verse través de una habitación, como se muestra en la siguiente figura. El haz 1 es rojo, el 2 es verde y el tercero es de color azul. Los tres haces se cruzan en la posición A y llegan a la pantalla en las regiones B, C y D. Los colores que se ven en las regiones A, B, C y D, respectivamente, son: a) b) c) d) e) blanco, azul, verde, rojo. de color blanco, blanco, blanco, blanco. de color blanco, rojo, verde, azul. de color amarillo, azul, verde, rojo. amarillo, rojo, verde, azul. 98. Las siguientes figuras representan la luz solar incidente en cuatro lentes diferentes: Para mirar esta imagen, un observador se coloca sucesivamente en las posiciones A, B y C, manteniendo sus ojos en un plano que contiene el eje de la lente. (Estando en A, el observador ve a P mirando a través de la lente). Por lo tanto, esta imagen se puede ver Usted quiere quemar un trozo de papel, concentrando la luz solar sobre él. La lente que sería más efectiva para este propósito es la a) b) c) d) I. II. III. IV. 99. En el siguiente diagrama, O es un objeto real e I su imagen virtual formada por una lente esférica delgada. A partir de la información del texto y en la figura, podemos concluir que la lente es a) b) c) d) e) convergente y está entre O y I. convergente y está a la derecha de I. divergente y está entre O y I. divergente y está a la izquierda de O. divergente y está a la derecha de I. 100. Un disco está colocado en frente de una lente convergente, con el eje que pasa por su centro coincide con el eje óptico de la lente. La imagen P del disco está formado como se muestra a continuación. a) b) c) d) e) sólo en la posición A. solamente en la posición B sólo en la posición C. sólo en la posición B o C. en cualquiera de las posiciones A, B o C. 101. La distancia focal de una lente convergente es 10,0 cm. La longitud a la lente a la que se debe colocar una vela para que su imagen sea vea claramente en una pantalla situada 0,5 m de la lente es a) b) c) d) e) 5,5 pulgadas 12,5 cm 30,0 pulgadas 50,0 cm 60.0 cm 102. A 60 cm de una lente convergente de 5di, se coloca perpendicular a su eje principal, un objeto 15 cm. La altura de la imagen de este objeto es: a) b) c) d) e) 5,0 cm. 7,5 cm. 10,0 cm. 12,5 cm. 15,0 cm. 103. El filamento incandescente de una bombilla esta a 40 cm de una lente convergente de distancia focal de 20 cm, proyecta una imagen nítida sobre en un mamparo fijo. Si la lente se retira de la mampara otros 20 cm, para obtener de nuevo una imagen clara de filamento, éste se debe retirar a a) b) c) d) e) 5 cm. 10 cm. 15 cm. 20 cm. 25 cm. 104. Dos rayos procedentes de un punto de luz se refractan por una lente convergente, representada en la siguiente figura. Podemos decir que el punto brillante encuentra en la región: a) b) c) d) e) se I. II. III. IV. V. 105. La siguiente figura muestra una lente positiva también llamada convexa o convergente, porque converge rayos de luz paralelos en un punto llamado foco: La figura que mejor representa lo que sucede cuando los rayos de luz paralelos inciden en dos lentes convexas, como la presentada anteriormente 106. Seleccione la opción que llena correctamente los espacios, de acuerdo al texto siguiente. Una persona ve claramente un objeto cuando la imagen del objeto se forma sobre la retina. En personas miopes, la imagen se forma delante de la retina. En las personas con hipermetropia, los rayos de luz se interceptan antes de la retina para formar la imagen (se dice, por lo tanto, que la imagen se forma detrás de la retina). Las personas miopes deben usar lentes ____________ y las personas con hipermetropia debe usar lentes ____________. a) convergentes - biconvexas. b) convergentes - divergentes. c) plano-convexas - divergentes. d) divergentes - bicôncavas. e) divergentes - convergentes. 107. De las siguintes afirmaciones la opción correcta es a) La imagen formada sobre una película en las cámaras, es virtual y invertida. b) La imagen que se ve cuando se utiliza una lente convergente como la lupa es virtual y derecha. c) La imagen proyectada sobre una pantalla por un proyector de diapositivas es virtual y derecha. d) La imagen de una vela formada en la retina de un ojo humano es virtual e invertida. 108. Considerando los elementos ópticos, los objetos y situaciones estudiadas en este curso, es correcto decir que a) la superficie reflectante en un faro de automóvil es un espejo plano. b) una lupa está constituido por una lente divergente. c) el cristalino del ojo humano se comporta como una lente convergente. d) las gafas de sol (sólo se utiliza para reducir la intensidad de la luz) consta de lentes convergentes. 109. 110. A las 18 horas, una persona mira al cielo y notas que la mitad de la Luna está iluminada por el sol, en ausencia de un eclipse de luna, entonces es correcto decir que la fase de la luna, en ese tiempo a) puede ser creciente o menguante. sólo puede ser cuarto creciente. b) sólo puede ser cuarto menguante. c) sólo puede ser la luna llena. d) sólo puede ser luna nueva. 111. La figura en la siguiente imagen obtenida por la reflexión del espejo plano está mejor representado por 112. Una modelo se acerca a un espejo plano y se aleja siempre caminando muy glamorosamente . Considere las siguientes afirmaciones: I. La longitud focal de una lente depende del medio que lo rodea. II. La luz pasa por los obstáculos con dimensiones similares a su longitud de onda msotrando una region cuya sombra es geométrica. III. La luz emitida por una fuente de luz viaja a través del interior de la fibra óptica, se extiende desde un extremo al otro. Los fenómenos ópticos mejor ejemplificados por los estados I, II y III, respectivamente, son los siguientes: a) b) c) d) la refracción, difracción y la reflexión total. la refracción, interferencia y polarización. la dispersión, la difracción y la reflexión total. la dispersión, la interferencia y la reflexión total El gráfico que muestra el tamaño real de su imagen h en función del tiempo es 113. Una niña, para ver su peinado, se coloca delante de un espejo plano, situado a 40 cm de la pared, una flor asegura la parte posterior de su pelo. Buscando una visión mejor del arreglo de flores en el pelo, ella sostiene, con uno de las manos, un pequeño espejo plano detrás de la cabeza a 15cm de la flor. La distancia más corta entre la flor y su imagen, para que la chica se vea en el espejo de la pared, es: a) 55 cm. b) 70 cm. El haz que llega al observador O es: a) b) c) d) e) PEO. DOP. PCO. PBO. PAO. 116. En la siguiente figura se tiene el perfil de un espejo plano, sobre un eje y. c) 95 cm. d) 110 cm 114. Un niño, de pie en el suelo, ver su imagen y en un espejo plano colocado en la pared trasera de un autobús. Para que un haz de luz emitido por una fuente puntual en A alcanze el punto P, después de la reflexión en ese espejo, debe llegar a un punto del un espejo cuyas coordenadas son Si el autobús se aleja del muchacho con una velocidad de 2m/s, la e la imagen en relación con el suelo es de a) b) c) d) 4 m/s 3 m/s 2 m/s 1 m/s 115. El Un observador observa la imagen de un objeto P reflejada en un espejo plano horizontal. La figura muestra una serie de rayos de luz que salen de P. a) 1 b) 2 c) 3. d) 1.5 e) 2.5 117. Un objeto situado a 20 cm de un espejo cóncavo forma una imagen de tamaño de real igual al objeto. Si el objeto se mueve a 10 cm del espejo, la nueva imagen aparece a una distancia: a) 10 cm. b) 20 cm. c) infinito. d) 15 cm e) 30 cm. 118. Un objeto P es una distancia desde un vértice de un espejo esférico. La imagen formada es virtual y más pequeño. Al aumentar gradualmente 1, la grafica que muestra el caso donde el rayo refractado de la película inferior desaparece primero, es en En este caso, se puede afirmar que: a) b) c) d) e) el espejo es convexo. la imagen se invierte. la imagen se forma en el centro de curvatura. el foco del espejo es positivo. la imagen se forma entre el foco y el centro de curvatura. 119. Un proyector consta de dos espejos esféricos cóncava E1 y E2, de modo que casi toda la luz que emana la lámpara L está diseñado para ser proyectada por el espejo E1, formando un haz de rayos casi paralelos. 121. Un rayo de luz que en el plano de la hoja, se centra en el punto C en el eje de un medio en forma de cilindro de plástico transparente, incide con un ángulo de 45 a la cara plana OC. El haz emerge de la superficie cilíndrica en un ángulo de 30 ° con la dirección de OC. Un rayo II incide perpendicular a la superficie cilíndrica en un ángulo con la dirección OC y emerge con dirección prácticamente paralela a la cara plana. En esta disposición, los espejos deben estar colocados de forma que la lámpara este aproximadamente a) b) c) d) e) entre los focos de E1 y E2 de los espejos. en el centro de curvatura de E2 y E1. en el foco del centro de curvatura E2 y E1. entre los centros de curvatura E1 y E2. entre el foco del centro de curvatura E1 y E2. 120. En la siguiente figura, la luz encide con un angulo de incidencia 1, incide en la parte superior de la película de un conjunto de dos películas superpuestas. Las películas de índices de refracción se muestran en la Fig. Se puede concluir entonces que a) = 0 °. b) = 30 °. c) = 45 °. d) = 60 °. Datos: Sen30° = ½ y Sen45°= √2/2 122. Un haz monocromático de luz procedente de las cubiertas de aire en la cara plana de una sección transversal semicircular cilindro de vidrio, como se muestra. Dado que el radio de la sección semicircular r = 8 cm, 5 cm y D 1 = D2 = 4 cm, el índice de refracción de vidrio, en comparación con el aire, es: a) b) c) 1,20. 1,25. 1,50. 1,60. 2,00. 124. Un prisma de vidrio, cuyo ángulo de refringencia es 60°, se encuentra inmerso en el aire. Un haz de luz monocromática se centra en una cara del prisma con un ángulo de 45°, y luego en la segunda cara con un ángulo de 30° como se muestra en esquema: En estas condiciones, el índice de refracción del vidrio con relación al aire, para la luz monocromática, es a) 3√2/2 b) √3 123. El siguiente gráfico representa el cambio en el índice refracción (eje vertical) de diversos materiales (nombre de las curvas) como una función de la longitud de onda (eje horizontal). c) √ 2 d) √6/2 e) 2√3/3 125. Considere una cámara, equipada con objetivo de longitud focal 50 mm. Para que una imagen este en el foco, la distancia entre el centro óptico de la lente y el plano de la película para un objeto situado a 1 m de la lente, debería ser: a) 50,0 mm. b) 52,6 mm. rojo c) 47,6 mm. d) 100 mm. La combinación que permite el valor más bajo del ángulo límite, en relación con el aire es a) b) c) d) e) el vidrio flint y luz violeta. el vidrio crown y la luz roja. el cuarzo y luz violeta. el vidrio flint y y la luz roja. el vidrio crown y la luz violeta. Datos: Sen30° = 1/3 Sen 45°= √2/2 Sen60° = √3/2 e) 150 mm. 126. La siguiente figura muestra esquemáticamente dos defectos de visión. 128. Cuando la luz pasa a través de un agujero muy pequeño, comparable a su longitud de onda, se somete a un efecto llamado a) b) c) d) e) dispersión. interferencia. difracción. refracción. polarización. 129. Al final de un cielo despejado por la tarde, cuando el sol está en el horizonte, su color se ve "rojo". La mejor explicación por este hermoso fenómeno de la naturaleza es que Dichos defectos pueden ser corregidos mediante una lente a) b) c) d) e) convergente para los casos A y B. divergente para los casos A y B. convergente para el A y divergente para el B. divergente para el A y convergente para el B. uno de los defectos que aparecen no se puede corregir con el uso lentes. 127. El siguiente diagrama muestra la formación de la imagen en un telescopio astronómico. En un telescopio las longitudes focales del objetivo y ocular son 60 cm y 30 cm, respectivamente, y la distancia entre ellos es de 80 cm. En este ámbito la imagen final de una estrella distante se formara a a) b) c) d) e) el sol está más alejado de la Tierra. la temperatura del sol baja en el final de la tarde. la atmósfera de la Tierra dispersa longitudes de onda más corto, como la luz azul. la atmósfera terrestre absorbe las longitudes de onda azules y verde. la atmósfera de la Tierra difracta la luz emitida por el sol. 130. Según la figura los fenómenos ópticos involucrados formación del arco iris son en a) 30 cm de la lente. b) 30 cm del ojo. c) 40 cm de la lente. d) 60 cm de la lente. e) 60 cm del ojo. a) b) c) d) e) la difracción, refracción, reflexión la refracción, la reflexión, la dispersión la dispersión, la interferencia, la polarización la reflexión, difracción, dispersión la difracción, interferencia, polarización la 131. Debido a la gravedad, una fina capa de jabón suspendida verticalmente es más gruesa de abajo hacia arriba. Cuando es iluminada con luz blanca y es observada se forma un pequeño ángulo en relación con la parte delantera, la película aparecerá negra en la parte superior, donde hay reflejada luz. La luz aparecera de diferentes colores a intervalos en la que la película es más gruesa, donde el color de la luz en cada rango depende del grosor local de la película de jabón. De arriba a abajo, los colores aparecen en el orden son a) violeta, azul, verde, amarillo, naranja, rojo. b) de color amarillo, naranja, rojo, violeta, azul, verde. c) de color rojo, violeta, azul, verde, amarillo, naranja. d) de color rojo, naranja, amarillo, verde, azul, violeta. e) violeta, rojo, naranja, amarillo, verde, azul. 132. La siguiente figura representa un haz de luz incidente en una sección de prisma triangular, a su derecha, una pantalla. A través del prisma, la luz sufre dispersión, mirando la pantalla los colores son el rojo, amarillo, verde, azul y violeta. a) en el prisma, la luz amarilla tiene una velocidad más baja que la luz azul. b) en cada cara del prisma, la luz sufre desviación más grande que el violeta. c) cuando la pantalla se desplaza de arriba hacia abajo, la secuencia de los colores que aparecen allí es violeta, azul, verde, amarillo y rojo. d) este fenómeno que ocurre en el prisma se utiliza para explicar la secuencia de colores en un arco iris. e) la cara izquierda del prisma, una parte del haz incidente se somete a la reflexión. 133. Considere las siguientes afirmaciones sobre el fenómeno de interferencia de la luz de dos fuentes: I. El fenómeno de interferencia de la luz sólo se produce en el vacío. II. El fenómeno de interferencia se explica por la onda de la teoría luz. III. Cualquier fuente de luz, a la vez coherente como inconsistente, puede producir el fenómeno de la interferencia. De las afirmaciones es (son) correcta (s) a) Sólo I. b) Sólo II. c) I y II. d) I y III. e) II y III. 134. En el experimento de Young se utiliza luz monocromática. La distancia entre las ranuras F1 y F2 es h = 2,0x10-2 cm. En una pantalla a una distancia L = 1,2 m de rendijas que separación entre dos franjas oscuras vecinos es de 3,0x10-1 cm. Siendo válido enfoque tanθ = senθ. Sabiendo que los índices de refracción del prisma de esos colores son válidos, respectivamente, 1,50, 1,51, 1,52, 1,53 y 1,54, es cierto que I. ¿Cuál es la longitud de onda de la luz utilizada en el experimento? II. ¿Cuál es la frecuencia f de la luz? (La velocidad de la luz en el aire es 3,0x108 m/ s). III. Que la longitud de onda de esta luz dentro de un el ladrillo de vidrio cuyo índice de refracción es n = 1,50 comparando con el aire? a) I) 3,3x10-7 m; II) 6,0x1014 Hz; III) 5,0x10-7 m. b) I) 4,8x10-7 m; II) 6,0x1014 Hz; III) 5,4x10-7 m. c) I) 5x10-3 m; II) 6,0x1015 Hz; III) 3,3x10-3 m. d) I) 5x10-7 m; II) 6,0x1014 Hz; III) 5,0x10-7 m. e) I) 5x10-7 m; II) 6,0x1014 Hz; III) 3,3x10-7 m. PROBLEMAS PROBLEMA 1. La figura muestra una lámpara a 12 cm de un espejo plano P. Un observador a 1,0 m de un espejo plano, ve la imagen de un objeto de 6,0 m en el espejo. Cuando el observador se acerca 0,5 m del espejo, ¿cuántos metros tendra la imagen del objeto? PROBLEMA 3. Las coordenadas (x, y) de los extremos A y B de un objeto AB que se muestran en la siguiente figura son (0,0) y (0,2), respectivamente. Determinar la distancia en centímetros recorridos por un rayo de luz emitida por L y, después de reflejada por el espejo alcanza el punto A. PROBLEMA 2. En el mundo del arte antiguo "Darkroom" era un cuarto oscuro formado por una caja cerrada de paredes opacas que tiene un agujero en una de sus caras. En el lado opuesto del orificio una película fotográfica se forman las imágenes de objetos situados fuera de la caja, como se muestra a continuación. Supongamos que un objeto 3 m de altura está a una distancia de 5 m desde el agujero, y que la distancia entre las caras es de 6 cm. Calcular la altura h de la imagen. El observador, situado en x0 = 7 m en el eje x, ve la imagen del objeto A'B' del objeto AB formada por el espejo plano según la figura. a) ¿Cuáles son las coordenadas de los extremos A 'y B' de la imagen A'B '? b) ¿Cuáles son los extremos x 1 y x2 dentro del cual dębe el observador O posicionarse en el eje x para ver la imagen A'B 'en toda su extensión? PROBLEMA 4. Un observador O se mira en un espejo plano vertical a través de la apertura de una puerta, de 1 m de ancho, paralelo al espejo, como se muestra a continuación. Sujeta una regla larga, que lo mantiene en una posición horizontal, paralelo al espejo y en los hombros. Para evaluar los límites de la región que pueden ver a través del espejo (límite D, a su derecha, y el límite de E a su izquierda). a) Traza un esquema de tres rayos que se extiende desde el límite D y E de la región visible de la regla, y llega a los ojos del observador O. b) Identificar D y E en el esquema, que se calcula en metros, la distancia L entre los dos puntos de la regla. PROBLEMA 5. Un objeto esta a 10 cm de distancia de un espejo esférico cóncavo y su imagen real producida por este espejo, localizada a 40 cm de el. PROBLEMA 7. Los espejos en el lado derecho de los vehículos son generalmente convexos (como los utilizados en autobuses urbanos, o incluso los bancos o supermercados). El coche de Beatriz tiene un espejo retrovisor convexo cuyo radio de curvatura es de 5m. Tengamos en cuenta que este coche está en movimiento en una calle recta, con velocidad constante y, detrás de él, viene otro coche. Beatriz busca que el espejo, el coche de atrás este a 10m de distancia. Si Do es la distancia del objeto en el espejo (que es una cantidad positiva); Di distancia de la imagen especular (considerada positiva si la imagen es real y negativo si la imagen es virtual) de radio de curvatura (considerado negativo para espejos convexos). De acuerdos a la ecuación 1/DO + 1/Di = 1/f y el aumento lineal, M está dada por M = DI/ DO Determine: a) la longitud focal del espejo. b) el tamaño de la imagen si el objeto es de 1,5 cm de altura. PROBLEMA 6. Considere un objeto AB que está en frente de un espejo cóncavo, el radio C de curvatura es igual a 20 cm, colocado a una distancia de 30 cm desde el vértice del espejo, de acuerdo con la figura: a) Calcule la medida de la imagen de espejo del coche que venía detrás. b) Especifique si esta imagen es real o virtual. Justificar. c) Especificar si esta imagen es derecha o invertida. Justificar. d) La imagen es mayor o menor que el objeto. Justificar. e) Desde el punto de vista de la física, indique la razón por la que la industria del automóvil elige este tipo de espejo. PROBLEMA 8. Sobre la base de lo anterior siguientes proposiciones: analiza las I. Las formas espejo cóncavo una imagen real, más pequeño es el objeto e invertido hacia él. II. El espejo cóncavo forma una imagen real, mayor es el objeto y derecha. III. La distancia de la imagen en relación con el espejo es de 15 cm. IV. El espejo cóncavo forma una imagen virtual mayor que y objeto correcto. Cuando se trata de comprar un espejo dental, un dentista obtiene la siguiente información técnica del vendedor: el espejo A es cóncavo y tiene el radio de curvatura de 6,0 cm, mientras que el espejo B difiere de A solamente por la distancia al curvatura que es igual a 4,0 cm. Sin embargo, el parámetro más importante para el profesional depende de la distancia desde el espejo al diente. Para propósitos de comparación, el dentista considera que los espejos se colocan a 1,0 cm del diente debe ser respetado. Entonces, después de algunos cálculos, decide comprar el máximo aumento. Qué espejo ha comprado el dentista? Apoye su respuesta con los cálculos necesarios. b) PROBLEMA 9. c) La figura ilustra esquemáticamente un ojo humano d) la velocidad de la luz con frecuencia f 2 es mayor que la velocidad de la luz con frecuencia f 1. la velocidad de la luz con la frecuencia f 1 es mayor que la velocidad de la luz con frecuencia f 2. no podemos decir nada acerca de la velocidad, ya que la velocidad de la luz en este material depende de la frecuencia de la luz incidente. PROBLEMA 11. Un prisma equilátero de índice de refracción n P este en contacto con dos medios, cuyos índices de refracción son nA (aire) y nL (Líquido). Un rayo de luz se enfoca en una de las superficies del prisma con un ángulo α = 30°, como se muestra a continuación: Supongamos que la córnea y el cristalino del ojo forman una lente delgada, de 2,2 cm de distancia de la retina. Este objetivo es deformable, es decir, su longitud focal se puede ajustar cambiando su perfil, a fin de formar una imagen nítida en la retina. Basándose en esa información, hallar la distancia focal de la lente al sostener un objeto muy lejano. Justifica tu respuesta. PROBLEMA 10. En general, sabemos que el índice de refracción (n) de un material depende de la frecuencia de la luz incidente (f). La siguiente figura representa el gráfico del índice de refracción en dependiendo de la frecuencia de la luz incidente para un material dado. Si f 1 y f2 representan dos frecuencias, podemos decir que, dentro del material: a) las velocidades de la luz son iguales en las dos frecuencias. Si nP = 1.5 y nA = 1.0, calcular el índice de refracción del líquido para tener reflexión total en interfaz del prisma – líquido. PROBLEMA 12. Según conceptos estudiados determine le detenidamente las proposiciones. en óptica, siguientes 1) En cualquier medio material, la luz viaja a una velocidad menor que su velocidad de propagación en el vacío. 2) Un haz de luz emitida por una linterna en el aire se refracta al penetrar en el agua. 3) Cuando un rayo de luz se refracta, tenemos que sen1/sen2 = constante. 1 = ángulo de incidencia 2 = ángulo de refracción 4) 5) El color de un objeto depende no sólo de la naturaleza, también del color de la luz que lo ilumina. Cuando un rayo de luz se refleja, el ángulo incidente es mayor que el ángulo de reflexión. De acuerdo a loa nterior el valor de verdad de las anteriores proposiciones es: a) b) c) d) e) VVVFF. VVFVF. VVVVF. VFVFV. FVVFV. Cuando el objeto está demasiado lejos, esta distancia córnea-retina corresponde a la longitud focal del sistema de lente-córnea cristalina, como se muestra en la figura anterior. Cuando el objeto que queremos ver está cerca, el cristalino contrae el radio de curvatura para reducir su longitud focal. Por lo tanto, la imagen del objeto sigue siendo formada sobre la retina, como se muestra en la figura siguiente, y podemos ver claramente el objeto. PROBLEMA 13. En cuanto a la capacidad de visión del ojo humano, analiza las siguientes situaciones. a) b) Cuando se mira a un objeto distante, se forma la imagen en la retina sin que sea necesario realizar un esfuerzo acomodación visual. El cristalino es una lente bicóncava y el diseño flexible de la retina da una imagen real, invertida del objeto que se está viendo. Supongamos que usted está leyendo un libro a una distancia de 22,5 cm cara. Calcular la longitud focal efectiva del ojo. PROBLEMA 16. Sobre la base de los conceptos de la óptica, es correcto decir a) b) PROBLEMA 15. c) Las partes esenciales del ojo humano, considerado como instrumento óptico se describen a continuación. La parte delantera es curva, y está formado por la córnea y el cristalino. Cuando miramos un objeto, la refracción de la luz en la lente, la córnea y el cristalino producen una imagen real del objeto en la retina, localizada en la parte posterior de la ojo a una distancia de 2,5 cm. d) e) f) La luz es una onda de naturaleza electromagnética. Se muestra la propagación lineal de la luz durante un eclipse Lunar. Cuando la luz viaja a través de un material con índice refracción mayor que 2, su velocidad de propagación se reduce a la mitad de su valor correspondiente en el vacío. Una persona puede reducir la intensidad de luz que llega a sus ojos utilizando polarizadores. Cuando un haz de luz monocromática se transmite de un medio a otro, su longitud de onda no cambia. La difracción es un fenómeno que se produce sólo con la luz. PROBLEMA 17. La siguiente figura representa un espejo esférico donde los puntos cóncavos V, F y C son, respectivamente, el vértice, el foco y el centro. La distancia entre los puntos V y C es el radio de curvatura R del espejo. La recta contiene los puntos es el l eje principal del espejo. Determine: a) La frecuencia angular de oscilación de la imagen de la partícula. b) La amplitud de oscilación de la imagen. c) La diferencia de fase entre el movimiento oscilante de la partícula y su imagen. Considerando validas las condiciones de nitidez y suponiendo que los objetos son reales, la opción correcta es. a) b) c) d) e) f) g) La distancia entre F y C es igual a R/2 Si un objeto se encuentra a la derecha de C, su imagen será virtual y menor. Si un objeto se encuentra entre V y F, su imagen será virtual y más mayor. Si la imagen se encuentra entre V y F, el objeto es entre F y C No habrá nunca una imagen entre V y F, para cualquier posición el objeto real. Si la imagen se encuentra a una distancia igual R a la izquierda de V, el objeto se encuentra a una distancia R/3 a la izquierda de F. Si el objeto se encuentra a una distancia de 10 cm de V y la imagen se encuentra 30 cm a la izquierda de V, entonces R = 15 cm. PROBLEMA 18. Un espejo cóncavo de 50 cm de radio y un pequeño espejo estan frente a frente. El espejo plano está dispuesto perpendicular al eje principal del cóncavo. Rayos brillantes paralelos a los ejes principales son reflejados por el espejo cóncavo; a continuación se reflejan también en el espejo plano y se tornan convergentes en un punto distante desde el eje principal de 8 cm del espejo plano, como se muestra en la siguiente figura. PROBLEMA 18. Una partícula específica en posición vertical, posee un movimiento armónico simple dada por y(t) = Acosωt. El plano de oscilación de la partícula es perpendicular al eje principal (Eje X) de un espejo esférico cóncavo esta a una distancia igual a tres veces la longitud focal del espejo. Calcular la distancia desde el espejo plano al vértice V del espejo cóncavo. PROBLEMA 19. 135. Un estudiante visitó un stand de óptica en una feria ciencia y admirado en algunos experimentos con espejos esféricos. En casa, en la cena, ella señaló que la imagen de su rostro aparece invertido por delante de una cuchara que tenía la forma de un casquete esférico, ilustrado en la Fig. Considerando que la imagen se forma es de 4 cm del fondo de la cuchara y a 26 cm de la cara de los estudiantes, calcular, en mm, el radio que delimita la cáscara como se indica en la Fig. Un rayo de luz que incide perpendicular a su cara plana, a una distancia d desde su centro, se refleja en su cara de espejo y a continuación, se somete a una reflexión total en la cara plana. A partir de estos datos, calcular: a) índice de refracción del semicirculo b) la distancia d. PROBLEMA 20. Dado: sen 60 ° = √3/2 Un rayo de luz incide sobre un cilindro uniforme de índice de refracción n = √5/2, según la figura PROBLEMA 22. La figura siguiente representa una pantalla T, un pequeño objeto O y la luz que incide a 45° con respecto a la pantalla. En la situación, el objeto hace sombra en la pantalla. Al colocar una lámina de plástico plana L, 1,2 cm de espesor e índice de refracción n = 1,18 ≈ 5√2/6, paralelo a la pantalla y el objeto, la sombra se mueve en la pantalla. ¿Cuál es el ángulo más grande en grados, que podría causar que el haz normal a la superficie circular del cilindro, se someta a la reflexión interna total en las paredes laterales del cilindro? Considere el índice de refracción del aire igual a 1. (Este es el principio de la fibra óptica que se utiliza, por ejemplo, en telecomunicaciones y sondas en el campo de la medicina). PROBLEMA 21. la siguiente figura, el medio-disco transparente, de centro O, radio de 1,0 m, tiene una cara curva interna y un ángulo de límite de refracción igual a 60 °. a) Haga un gráfico que muestra los rayos de luz que pasan a lo largo del objeto y llegan a la pantalla, con y sin la lámina de plástico. b) Calcular el desplazamiento de la sombra en la pantalla al introducir la lámina de plástico. PROBLEMA 22. Un haz de rayos de luz incide en una lente L 0, paralela al eje principal y, después de cruzar converge a un punto en el eje principal situado 25 cm de distancia del centro óptico, como se muestra en la Fig 1. construir las imágenes. Representar con líneas continuas sólo un lado de las imágenes del cadrado, en su caso en la hoja. Identificar claramente las imágenes A ', B', C 'y D' de los vértices. PROBLEMA 25. En el lado opuesto de la incidencia se coloca otra lente L1, divergente con el mismo eje principal y por ensayo sucesivo resulta que cuando la distancia entre las lentes es 15 cm, los rayos emergentes están de nuevo paralelos al eje principal como se muestra en la Figura 2. Calcular la distancia focal de la lente L 1. Un estudiante de física ve a través de una lupa, una pulga simplemente camina en el eje principal del vidrio aumento, como se muestra en la Figura 1. Se midió la distancia p entre la pulga y la lupa y la distancia p' entre la lupa y la imagen de la pulga real en varios puntos. El resultado de estas mediciones se muestran en el gráfico de la Figura 2. PROBLEMA 23. Una vela se coloca 50 cm de una lente, perpendicular a su eje principal. La imagen invertida obtenida es del mismo tamaño de la vela. a) Determinar si la lente es convergente o divergente. Justificar tu respuesta. b) Calcule la distancia focal de la lente. PROBLEMA 24. La figura representa una lente convergente L, con focos F y F', y un cuadrado ABCD, que se encuentra en un plano que contiene el eje de la lente. Construir una imagen A'B'C'D cuadrada, formada por la lente. Usar líneas discontinuas para indicar todas las líneas auxiliares utilizadas para a) Obtener la longitud focal del objetivo. b) La pulga, pasando exactamente en el punto medio entre el foco la lente y el centro óptico de la lente de aumento, decide dar un pequeño salto verticalmente. Despreciando la resistencia del aire, tomando g = 10 m/s2, determine la aceleración de la imagen pulga con relación del estudiante, durante el salto. PROBLEMA 26. El encargado del proyector de un cine debe saber cómo seleccionar la lente de proyección adecuada a la pantalla. La anchura de la cinta de un largometraje es de 35 mm. Para una película donde la pantalla es de 10,5 m de ancho y esta a 30m de la lente máquina, de la pared de proyección, determinar: a) b) c) la ampliación necesaria para que se utilice toda la pantalla; la distancia entre la cinta y la lente de manera que el aumento dea el necesario La longitud focal de la lente. Un proyector de diapositivas tiene un sistema de lente cuya distancia focal es ajustable. Una diapositiva se coloca verticalmente, a 125 cm de la pared también verticalmente. El eje principal del sistema de lentes es horizontal. Mediante ajustes se obtiene la longitud focal del sistema y en la pared, una imagen clara del dispositivo, con sus dimensiones lineales magnificadas 24 veces. a) ¿El sistema de lente del proyector es convergente o divergente? Justifica tu respuesta. b) ¿A qué valor se ajustó la longitud focal del sistema? PROBLEMA 27. Considere la retina del ojo de una persona, ilustrado en la figura, se encuentra a 2,5 cm del grupo formado por la córnea y la lente, conjunto considerado aquí como uno sólo y de espesor insinificante, si la musculatura del ojo se relaja, la imagen clara de una estrella en el cielo se forma en la retina en la parte posterior del ojo. La persona puede ver claramente un objeto situado cerca de su rostro, un esfuerzo para cambiar la curvatura será necesario en la lente, y así variar la longitud focal de la lente. Suponga que la persona se centra claramente en la estrella, y luego en un objeto ubicado a 10 cm de la córnea del ojo. Calcula en milímetros, la diferencia entre las longitudes focales en ambos casos. PROBLEMA 28. Una cámara hecha a mano tiene una sola lente convergente delgada, de distancia focal 20 cm. Se desea tomar una fotografia de un estudiante que está de pie a 100 cm de la cámara como se muestra en la Figura. Calcular la distancia en centímetros de la lente de la película para que de una imagen completa del estudiante.