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Oscilador armónico tridimensional

De Laplace

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::para los instantes <math>t=0\,</math>, <math>t=0.25\pi\,\mathrm{s}</math> y <math>t = 0.125\pi\,\mathrm{s}</math>.
::para los instantes <math>t=0\,</math>, <math>t=0.25\pi\,\mathrm{s}</math> y <math>t = 0.125\pi\,\mathrm{s}</math>.
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==Solución general==
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La solución general de la ecuación del oscilador armónico en 3D es de la forma
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<center><math>\vec{r}(t) = \vec{r}_0\cos(\omega t)+\frac{\vec{v}_0}\mathrm{sen}(\omega t)</math></center>
==Caso v<sub>0</sub> = 0 m/s==
==Caso v<sub>0</sub> = 0 m/s==
==Caso v<sub>0</sub> = 10 m/s==
==Caso v<sub>0</sub> = 10 m/s==

Revisión de 11:15 10 nov 2013

Contenido

1 Enunciado

Una partícula se mueve en tres dimensiones de forma tal que verifica la ecuación del oscilador armónico

\vec{a}=-\omega^2\vec{r}

con \omega = 2.0\,\mathrm{rad}/\mathrm{s}. Su posición inicial es \vec{r}_0=5\,\vec{\imath}\ (\mathrm{m}).

  1. Para el caso \vec{v}_0=\vec{0}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}. ¿Qué tipo de movimiento describe la partícula?
  2. Para el caso \vec{v}_0=10.0\,\vec{\jmath}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}, ¿cómo es la trayectoria? ¿Qué tipo de movimiento describe la partícula?
  3. Suponga ahora que \vec{v}_0=8.0\,\vec{\jmath}\,\mathrm{m}/\mathrm{s}, ¿cómo es ahora la trayectoria de la partícula?
  4. Para los tres casos anteriores, determine
  1. la rapidez,
  2. las componentes intrínsecas de la aceleración,
  3. los vectores tangente y normal,
  4. el radio de curvatura y el centro de curvatura.
para los instantes t=0\,, t=0.25\pi\,\mathrm{s} y t = 0.125\pi\,\mathrm{s}.

2 Solución general

La solución general de la ecuación del oscilador armónico en 3D es de la forma

\vec{r}(t) = \vec{r}_0\cos(\omega t)+\frac{\vec{v}_0}\mathrm{sen}(\omega t)

3 Caso v0 = 0 m/s

4 Caso v0 = 10 m/s

5 Caso v0 = 8 m/s

6 Cálculo de magnitudes

6.1 Rapidez

6.2 Componentes de la aceleración

6.3 Vectores tangente y normal

6.4 Racio y centro de curvatura

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