Problema 2 de Física de la Selectivitat 2024
Juny 2024, Sèrie 1 · Proves d'accés a la universitat (PAU) de Catalunya.
Temes: Moviment harmònic simple, ones i so
Enunciat
P2) Al laboratori dissenyem un experiment amb dues masses que fan moviments independents. La primera massa és de 0,5\text{ kg} i penja d'una molla vertical. La segona massa es troba subjectada a un disc vertical que gira a una velocitat angular de 6,41\text{ rad/s} i el centre d'aquesta massa és a una distància de 19\text{ cm} del centre del disc. Ambdues masses s'il·luminen lateralment i s'observa que les seves ombres segueixen exactament el mateix moviment harmònic simple. Per a aconseguir-ho, deixem anar des de baix la massa de la molla just a t = 0\text{ s}, moment en què la massa del disc també passa pel punt més baix de la rotació. [Fotografia: experiment amb una molla vertical i un disc giratori amb una massa subjectada] a) Escriviu l'equació de la posició vertical de les ombres respecte al temps. Trobeu la constant elàstica de la molla i l'energia mecànica del moviment harmònic simple. [1,25 punts] b) Calculeu l'equació de la velocitat i l'energia cinètica respecte al temps de la massa que penja de la molla. Representeu en la quadrícula adjunta l'energia mecànica, l'energia potencial i l'energia cinètica en funció de la posició vertical per a la massa que penja de la molla. [1,25 punts] [Gràfic: eixos cartesianes amb E\text{ (J)} a l'eix vertical i y\text{ (m)} a l'eix horitzontal]
Les imatges de l'enunciat i la solució d'aquest problema són a la web.
Veure la solució del problema