FISICA I (FIS1) – 2n examen parcial – 22/12/2011
Nota important: Cal fer cada problema en un full (o fulls) apart. Al final
s’haurà d’entregar cada problema per separat.
El nom i el grup han d’estar escrits clarament (en lletra d’impremta) a
cada full.
Cada apartat puntua el mateix (1 punt sobre els 10 de tot l’examen).
Problema 1:
El dispositiu de la figura és semblant al de la pràctica de laboratori
núm. 2 però col·locat horitzontalment. Està format per un eix, un
petit cilindre on va enrotllada una corda i un disc gran; tot el
conjunt pot girar amb fricció negligible. De la corda enrotllada
s’hi penja una pesa de 1,5 kg i es deixa caure lliurement des del
repòs. La pesa ha tardat 2,40 s en baixar 120 cm. El radi del
cilindre petit és de 11 mm i el del disc gran és de 200 mm. Com a
la primera part de la pràctica de laboratori, no es coneixen les
masses ni del cilindre, ni del disc, ni de l’eix.
(a) Calcula l’acceleració de la pesa i la tensió de la corda.
(b) Fent-hi intervenir la tensió de la corda, calcula el moment
d’inèrcia del conjunt que gira, format per l’eix, el cilindre i el
disc.
(c) Torna a calcular el mateix moment d’inèrcia del conjunt, però ara a partir del principi de
conservació de l’energia mecànica.
Problema 2:
El punt central de la membrana d’un tambor es manté en vibració, movent-se un total de 3 mm
d’un extrem a l’altre del seu recorregut (
A
B
= 3 mm, exagerat a la figura per veure-ho millor).
A més a més, tarda 5 ms en anar d’un extrem a l’altre (per exemple de A a B).
(a) Escriu l’equació d’aquest moviment, suposat harmònic simple, si comencem a comptar el
temps quan el punt central de la membrana es troba en l’extrem negatiu del seu recorregut (punt
B agafant el sentit positiu de la forma habitual, cap a dalt).
(b) A prop del tambor hi posem un sonòmetre (aparell per a mesurar el nivell d’intensitat del so en
decibels). Si aquest aparell marca 63 dB, ¿quant val la intensitat del so en aquest punt?
(c) Si la làmina sensible d’aquest sonòmetre fa 5 cm de radi, quant val la potència de so que arriba
a aquesta làmina?
A
B