Aceleración dependiente de la posición (GIOI)
De Laplace
(→Velocidad en x = 7 m) |
(→Velocidad media) |
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Línea 27: | Línea 27: | ||
==Velocidad media== | ==Velocidad media== | ||
+ | El movimiento se compone de tres tramos, siendo el desplazamiento total | ||
+ | |||
+ | <center><math>\Delta x = \Delta x_1 + \Delta x_2 + \Delta x_3 = 3\,\mathrm{m}+4\,\mathrm{m}+5\,\mathrm{m}=12\,\mathrm{m}</math></center> | ||
+ | |||
+ | El primer tramo mide 3m y se recorre a una velocidad constante de 3m/s, por lo que | ||
+ | |||
+ | <center><math>\Delta t_1 = \frac{\Delta x_1}{v_1}=1\,\mathrm{s}</math></center> | ||
+ | |||
+ | El primer tramo mide 5m y se recorre a una velocidad constante de 5m/s, por lo que | ||
+ | |||
+ | <center><math>\Delta t_3 = \frac{\Delta x_3}{v_3}=1\,\mathrm{s}</math></center> | ||
+ | |||
+ | El segundo tramo se recorre con un movimiento uniformemente acelerado. Para este movimiento la velocidad media es | ||
+ | |||
+ | <center><math>v_{m2}=\frac{v_1+v_2}{2}=4\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}</math></center> | ||
+ | |||
+ | y por tanto, el tiempo que se tarda en recorrer esta zona es | ||
+ | |||
+ | <center><math>\Delta t_2 = \frac{\Delta x_2}{v_{m2}}= 1\,\mathrm{s}</math></center> | ||
+ | |||
+ | Por tanto, el intervalo total dura | ||
+ | |||
+ | <center><math>\Delta t = (1+1+1)\mathrm{s}=3\,\mathrm{s}</math></center> | ||
+ | |||
+ | lo que nos da la velocidad media | ||
+ | |||
+ | <center><math>v_m = \frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{12\,\mathrm{m}}{3\,\mathrm{s}}=4\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}</math></center> | ||
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==Caso de aceleración negativa== | ==Caso de aceleración negativa== |
Revisión de 11:56 2 oct 2019
Contenido |
1 Enunciado
Una partícula se mueve sobre una recta partiendo desde con velocidad
. En su movimiento, experimenta la aceleración
![a=\begin{cases}+2\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^2 & |x| \leq 2\,\mathrm{m} \\ 0 & |x|
> 2\,\mathrm{m}\end{cases}](/wiki/images/math/e/c/9/ec903fbb1327ebfff43c27798bf49ede.png)
- ¿Qué velocidad tiene cuando llega al punto
?
- ¿Cuál es la velocidad media en todo el trayecto?
- Indique cómo cambian los resultados de los dos apartados anteriores si la aceleración es de la forma
![a=\begin{cases}-2\,\mathrm{m}/\mathrm{s}^2 & |x| \leq 2\,\mathrm{m} \\ 0 & |x|
> 2\,\mathrm{m}\end{cases}](/wiki/images/math/8/7/9/879f8e99d36c44ee3610b1124b4650fc.png)
2 Velocidad en x = 7 m
Esta pregunta (y la siguiente) se puede resolver empleando la ecuación del movimiento uniforme y del movimiento uniformemente acelerado, pero también empleando otras que evitan el cálculo en función del tiempo.
La aceleración en un movimiento uniformemente acelerado cumple
![a = \frac{v_3^2-v_1^2}{2(x_3-x_1)}](/wiki/images/math/8/f/1/8f13db437da65e0374c20ca39bc73fbc.png)
La zona donde hay aceleración va de a
, siendo la velocidad de entrada v1 = + 3m / s y la aceleración +2m/s². Esto nos da, en el SI
![2 = \frac{v_3^2-3^2}{2\cdot 4}\qquad\Rightarrow\qquad v_3^2 = 25\qquad\Rightarrow\qquad v_3 = 5\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}](/wiki/images/math/0/f/0/0f01182a63a09bc35fc82ef31ffad062.png)
A partir de ahí y hasta la velocidad es constante e igual a
3 Velocidad media
El movimiento se compone de tres tramos, siendo el desplazamiento total
![\Delta x = \Delta x_1 + \Delta x_2 + \Delta x_3 = 3\,\mathrm{m}+4\,\mathrm{m}+5\,\mathrm{m}=12\,\mathrm{m}](/wiki/images/math/b/d/6/bd644b076dbbb703f683fb22a576019c.png)
El primer tramo mide 3m y se recorre a una velocidad constante de 3m/s, por lo que
![\Delta t_1 = \frac{\Delta x_1}{v_1}=1\,\mathrm{s}](/wiki/images/math/5/2/a/52af68f6c3a76e7d670169394eee3867.png)
El primer tramo mide 5m y se recorre a una velocidad constante de 5m/s, por lo que
![\Delta t_3 = \frac{\Delta x_3}{v_3}=1\,\mathrm{s}](/wiki/images/math/8/0/0/80091172015166dceea4794d0290ce05.png)
El segundo tramo se recorre con un movimiento uniformemente acelerado. Para este movimiento la velocidad media es
![v_{m2}=\frac{v_1+v_2}{2}=4\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}](/wiki/images/math/f/4/7/f47d5fbdaf36eb02aaf3d374130e8d15.png)
y por tanto, el tiempo que se tarda en recorrer esta zona es
![\Delta t_2 = \frac{\Delta x_2}{v_{m2}}= 1\,\mathrm{s}](/wiki/images/math/f/d/6/fd668b8de446d97248bff4d2b9ef36c2.png)
Por tanto, el intervalo total dura
![\Delta t = (1+1+1)\mathrm{s}=3\,\mathrm{s}](/wiki/images/math/4/6/8/46872b875443d873e14c0396d604ad0a.png)
lo que nos da la velocidad media
![v_m = \frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{12\,\mathrm{m}}{3\,\mathrm{s}}=4\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}](/wiki/images/math/0/5/3/053225b120f9cec2629293e84a81ec05.png)