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 sen1/sen2 = 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.

Paso corto: Aprender con cortometrajes

ÓPTICA GEOMÉTRICA (II) 1. Un espejo esférico

colegio isidro caballero delgado area de ciencias

fisica clase 14

Keny Hernández Vega.- 1 CONCEPTO Una onda se define como el

2.3.Listado de problemas de Ondas

1ro medio - colegio san agustin

Tema 14 de 2º

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1 Física General III – Año 2015 TP 11: Polarización