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Movimiento circular alrededor de un eje (GIE)

De Laplace

(Diferencias entre revisiones)
(Página creada con '==Enunciado== Una partícula describe un movimiento circular uniforme alrededor de un eje que pasa por el origen de coordenadas, siendo la velocidad angular constante <math>\vec…')
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# Las componentes intrínsecas de la aceleración (escalares) en ese instante.
# Las componentes intrínsecas de la aceleración (escalares) en ese instante.
# El radio y el centro de curvatura del movimiento.
# El radio y el centro de curvatura del movimiento.
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# La distancia recorrida por la partícula entre t=0 s y t=10 s
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# La distancia recorrida por la partícula entre t = 0 s y t = 10 s
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==Velocidad y rapidez==
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===Velocidad===
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<center><math>\vec{v}=\vec{\omega}\times\vec{r}=\vec{\omega}\times\overrightarrow{OA}=(-12\vec{\imath}-24\vec{\jmath}-24\vec{k})\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}</math></center>
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===Rapidez===
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<center><math>|\vec{v}|=\sqrt{12^2+24^2+24^2}\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}=36\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}</math></center>
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==Aceleración==
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<center><math>\vec{a}=\overbrace{\vec{\alpha}}^{=\vec{0}}\times\overrightarrow{OA}+\vec{\omega}\times(\vec{\omega}\times\overrightarrow{OA})=\vec{\omega}\times\vec{v}=(-72\vec{\imath}+72\vec{\jmath}-36\vec{k})\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^2}</math></center>
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==Componentes intrínsecas==
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===Aceleración tangencial===
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Por ser uniforme, <math>a_t=0</math>
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===Aceleración normal===
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<center><math>\vec{a}_n=\vec{a}=(-72\vec{\imath}+72\vec{\jmath}-36\vec{k})\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^2}</math></center>
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y
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<center><math>a_n=|\vec{a}_n|=108\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^2}</math></center>
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==Radio y centro de curvatura==
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===Radio de curvatura===
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<center><math>R=\frac{|\vec{v}|^2}{a_n}=\frac{36^2}{108}\,\mathrm{m}=12\,\mathrm{m}</math></center>
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===Centro de curvatura===
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<math>\vec{N}=\frac{\vec{a}_n}{a_n}=-\frac{2}{3}\vec{\imath}+\frac{2}{3}\vec{\jmath}-\frac{1}{3}\vec{k}</math>
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y
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<center><math>\vec{r}_c=\vec{r}+R\vec{N}=(14\vec{\imath}-5\vec{\jmath}-2\vec{k})+12\left(-\frac{2}{3}\vec{\imath}+\frac{2}{3}\vec{\jmath}-\frac{1}{3}\vec{k}\right)=6\vec{\imath}+3\vec{\jmath}-6\vec{k}</math></center>
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==Distancia recorrida==
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Por ser uniforme
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<center><math>\Delta s=|\vec{v}|\,\Delta t=360\,\mathrm{m}</math></center>
[[Categoría:Problemas de cinemática de la partícula (GIE)]]
[[Categoría:Problemas de cinemática de la partícula (GIE)]]

Revisión de 20:56 31 ene 2018

Contenido

1 Enunciado

Una partícula describe un movimiento circular uniforme alrededor de un eje que pasa por el origen de coordenadas, siendo la velocidad angular constante \vec{\omega}=2\vec{\imath}+\vec{\jmath}-2\vec{k} (rad/s). La posición inicial de la partícula es \overrightarrow{OA}=14\vec{\imath}-5\vec{\jmath}-2\vec{k} (m). Para este movimiento, halle:

  1. La velocidad inicial de la partícula, así como la rapidez en dicho instante.
  2. La aceleración inicial de la partícula.
  3. Las componentes intrínsecas de la aceleración (escalares) en ese instante.
  4. El radio y el centro de curvatura del movimiento.
  5. La distancia recorrida por la partícula entre t = 0 s y t = 10 s

2 Velocidad y rapidez

2.1 Velocidad

\vec{v}=\vec{\omega}\times\vec{r}=\vec{\omega}\times\overrightarrow{OA}=(-12\vec{\imath}-24\vec{\jmath}-24\vec{k})\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}

2.2 Rapidez

|\vec{v}|=\sqrt{12^2+24^2+24^2}\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}=36\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}

3 Aceleración

\vec{a}=\overbrace{\vec{\alpha}}^{=\vec{0}}\times\overrightarrow{OA}+\vec{\omega}\times(\vec{\omega}\times\overrightarrow{OA})=\vec{\omega}\times\vec{v}=(-72\vec{\imath}+72\vec{\jmath}-36\vec{k})\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^2}

4 Componentes intrínsecas

4.1 Aceleración tangencial

Por ser uniforme, at = 0

4.2 Aceleración normal

\vec{a}_n=\vec{a}=(-72\vec{\imath}+72\vec{\jmath}-36\vec{k})\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^2}

y

a_n=|\vec{a}_n|=108\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}^2}

5 Radio y centro de curvatura

5.1 Radio de curvatura

R=\frac{|\vec{v}|^2}{a_n}=\frac{36^2}{108}\,\mathrm{m}=12\,\mathrm{m}

5.2 Centro de curvatura

\vec{N}=\frac{\vec{a}_n}{a_n}=-\frac{2}{3}\vec{\imath}+\frac{2}{3}\vec{\jmath}-\frac{1}{3}\vec{k} y

\vec{r}_c=\vec{r}+R\vec{N}=(14\vec{\imath}-5\vec{\jmath}-2\vec{k})+12\left(-\frac{2}{3}\vec{\imath}+\frac{2}{3}\vec{\jmath}-\frac{1}{3}\vec{k}\right)=6\vec{\imath}+3\vec{\jmath}-6\vec{k}

6 Distancia recorrida

Por ser uniforme

\Delta s=|\vec{v}|\,\Delta t=360\,\mathrm{m}

Herramientas:

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