Problema 3. Un foco puntual realiza
un movimiento periódico representado por la ecuación y(x,t)
= 4·cos[2p( t/6 + x/240)], donde
y viene dada en cm. Se pide determinar:
a ) velocidad de la onda.
b ) Diferencia de fase para dos posiciones de la misma partícula
cuando el intervalo de tiempo transcurrido es de 1 segundo.
c ) Diferencia de fase en un instante dado de dos partículas
separadas 210 cm
d )Si el desplazamiento y(x,t) de una determinada partícula
en un instante determinado es de 3 cm, determinar cuál será
su desplazamiento 2 s. más tarde.
Solución:
y(x,t) = 4·cos [2p(t/6
+ x/240)]
a ) l = 240 cm. T = 6 s.
l
= v·T => v=240/6 = 40 cm.s-1.
b ) Para x fijo, t = 1 segundo,
Dj = 2p·Dt/T
= 2p/6 = p/3 radianes.
c ) Para t fijo x = 210 cm.
Dj = 2p·Dx/x
= 2p·210/240 = 7p/4
radianes
d ) Para resolver esto sustituimos en la expresión:
y(x,t) = 4·cos[2p(t/6
+ x/240)] = 3, identificamos A = 2p(t/6 + x/240),
y obviamente:
4·cos [A] = 3 => A = arccos[3/4], además, por la identidad
trigonométrica
sen2(A) = 1 - cos2(A); así obtenemos:
Para la situación posterior en dos segundos:
