(Originais Teachy 2023) - Pregunta Difícil de Física

Una onda senoidal monocromática de frecuencia f y longitud de onda λ incide en una barrera vertical y plana. Parte de la onda es reflejada de vuelta al medio inicial y la otra parte es transmitida a la región que está detrás de la barrera. Considerando que la onda reflejada y la onda transmitida pueden sufrir inversión de fase dependiendo de las condiciones de contorno y del medio, analice las situaciones en las que cada una de estas ocurrencias puede manifestarse. Describa las condiciones que determinan si la onda reflejada sufrirá o no inversión de fase, y haga lo mismo para la onda transmitida. Además, discuta cómo la frecuencia y la longitud de onda de la onda incidente pueden afectar el fenómeno de reflexión, considerando la relación de dispersión del medio en el que las ondas se propagan.

Explique qué es la posición aparente y cómo se relaciona con la posición real de un objeto en diferentes medios. Luego, presente un ejemplo de una situación en la que un objeto está sumergido en un tanque con agua y pida al alumno que calcule la posición aparente de ese objeto para un observador que está fuera del tanque. El alumno debe tener en cuenta la posición real del objeto y las propiedades ópticas del agua. Por último, pida al alumno que explique cómo sería diferente la posición aparente del objeto si estuviera sumergido en un medio con un índice de refracción diferente al del agua. Anímelo a explorar las implicaciones físicas y matemáticas de este problema.

Un satélite artificial de comunicaciones está en órbita circular alrededor de la Tierra a una altitud de 3,6 veces el radio de la Tierra, que es aproximadamente 6.371 km. Considerando la aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra como 9,81 m/s² y sabiendo que la fuerza gravitacional se da por F = G * (m1 * m2) / r², donde G es la constante gravitacional (6,67 x 10^-11 N m²/kg²), m1 y m2 son masas en kg y r es la distancia entre los centros de masa de los cuerpos en metros, responda: (1) ¿Cuál es la fuerza gravitacional que actúa sobre el satélite? (2) Considerando la fuerza centrípeta necesaria para mantener el satélite en órbita circular, calcule la velocidad orbital del satélite. Desconsidere cualquier efecto de arrastre atmosférico.