FÍSICA

 Sección 13.5 El péndulo simple

13.41. Se tira de un péndulo simple de 0.240 m de longitud para moverlo 3.50° a un lado y luego se suelta. a) ¿Cuánto tarda la lenteja del péndulo en alcanzar su rapidez máxima? 

b) ¿Cuánto tarda si el ángulo es de 1.75° en vez de 3.50°?

La respuesta es: 0.255 seg.

13.42. Un alpinista de 85.0 kg planea balancearse, partiendo del reposo,

desde una saliente utilizando una cuerda ligera de 6.50 m de largo.

Sujeta un extremo de la cuerda, en tanto que el otro extremo está unido

más arriba a la cara de una roca. Como la saliente no está muy lejos de

la cara de la roca, la cuerda forma un ángulo pequeño con la vertical.

En su punto más bajo de su balanceo, planea soltarse y dejarse caer

una distancia corta hacia el suelo. a) ¿Cuánto tiempo después de que

empieza a balancearse el alpinista alcanzará su punto de oscilación

más alto? b) Si falla en la primera oportunidad de soltarse, ¿Cuánto

tiempo después de iniciar su balanceo, el alpinista llegará a su punto

más bajo por segunda vez?

13.43. En San Francisco un edificio tiene aditamentos ligeros que consisten

en bombillas pequeñas de 2.35 kg con pantallas, que cuelgan del

techo en el extremo de cordones ligeros y delgados de 1.50 de longitud.

Si ocurre un terremoto leve, ¿Cuántas oscilaciones por segundo

harán tales aditamentos?

13.44. Un péndulo en Marte. En la Tierra cierto péndulo simple

tiene un periodo de 1.60 s. ¿Qué periodo tendrá en Marte, donde

g 5 3.71 m>s2?

13.45. Una manzana pesa 1.00 N. Si la colgamos del extremo de un

resorte largo con constante de fuerza de 1.50 N>m y masa despreciable,

rebota verticalmente en MAS. Si detenemos el rebote y dejamos

que la manzana oscile de lado a lado con un ángulo pequeño, la frecuencia

de este péndulo simple es la mitad de la del rebote. (Puesto

que el ángulo es pequeño, las oscilaciones de lado a lado no alteran

apreciablemente la longitud del resorte.) ¿Qué longitud tiene el resorte

no estirado (sin la manzana)?

13.46. Una esfera pequeña de masa m está unida a una varilla sin masa

de longitud L con un pivote en el extremo de arriba, formando un

péndulo simple. Se tira del péndulo hacia un lado, hasta que la varilla

forma un ángulo U con la vertical y se suelta del reposo. a) Dibuje

un diagrama del péndulo justo después de soltarse; incluya

vectores que representen las fuerzas que actúan sobre la esfera pequeña

y la aceleración de la esfera. ¡La exactitud es importante!

En este punto, ¿Qué aceleración lineal tiene la esfera? b) Repita el

inciso a) para el instante en que el ángulo de la varilla con la vertical

es U>2. c) Repita el inciso a) para el instante en que la varilla

del péndulo está vertical. En ese punto, ¿Qué rapidez lineal tiene

la esfera?