Primera Prueba de Control 2012/13 (F1 G.I.A.)
De Laplace
Contenido |
1 Posición de vértices y volumen de un paralelepípedo
Los puntos O, A, B y C son vértices no contiguos de un paralelepípedo, de manera que O y A se encuentran en un plano distinto al que contiene a B y C. Las coordenadas de estos puntos en un sistema dereferencia cartesiano son:
![O(0, 0, 0)\mathrm{;}\quad A(\sqrt{3} + 1, 0,0)\mathrm{;}\quad B(1, 0, 1)\mathrm{;}\quad C(\sqrt{3}, 2, 1)\mathrm{,}](/wiki/images/math/1/f/a/1fa58a826e6ea132f8cd3b8e7eb79808.png)
medidas en unidades de longitud. Determine las componentes cartesianas de los vectores
![\vec{u}=\overrightarrow{OB}^\prime\mathrm{;}\quad\vec{v}=\overrightarrow{OC}^\prime\mathrm{;}\quad\vec{w}=\overrightarrow{OO}^\prime.](/wiki/images/math/9/9/3/99346f52ba648ccf9a5195edb3aa4570.png)
y calcule el volumen del paralelepípedo.
2 Movimiento instantáneo de una partícula
Una partícula P se mueve respecto de un sistema de referencia cartesiano OXYZ de manera que en un cierto instante t0, su velocidad y su aceleración
están descritas, respectivamente, por los vectores
![\vec{v}=\vec{\imath}+\sqrt{3}\!\ \vec{k}\quad\mathrm{y}\quad\vec{a}=\vec{\imath}+\sqrt{5}\vec{\jmath}-\sqrt{3}\!\ \vec{k}\mathrm{,}](/wiki/images/math/e/7/a/e7afb8e70ab87b9cadd3f31c3844d09b.png)
con sus componentes medidas en m / s2. Determine, en el instante considerado, las siguientes magnitudes cinemáticas:
- Módulo de la velocidad (celeridad) y su derivada.
- Componente normal de la aceleración y radio de curvatura de la trayectoria.
- Vector aceleración normal.
3 Partícula ensartada en aro horizontal
Una partícula P de masa m se mueve ensartada en un aro de radio R, contenido en el plano cartesiano OXY, y cuyo centro se encuentra en un punto de dicho plano, de coordenadas C(R,0,0). La partícula, que en el instante inicial (t = 0) se encuentra en el punto A de coordenadas A(2R,0,0), se mueve de manera que el ángulo![\varphi](/wiki/images/math/3/5/3/3538eb9c84efdcbd130c4c953781cfdb.png)
![\vec{r}=\overrightarrow{OP}](/wiki/images/math/2/e/7/2e7e5e9429ee9c9e56d3efcfc37471eb.png)
![\dot{\varphi}(t)=\frac{\mathrm{d}\varphi(t)}{\mathrm{d}t}=\omega_0\mathrm{,}\;\;\mathrm{cte.}](/wiki/images/math/d/2/4/d24d7c6ac68a6d62bd468d0d9609a7a4.png)
- Obtenga una expresión paramétrica de la trayectoria.
- Ley horaria para el módulo de la velocidad (celeridad).
- Componentes intrínsecas de la aceleraciónde la partícula cuando esta pasa por el punto O.
- Fuerzas aplicadas, expresadas en el triedro instrínseco.
4 Sistema equivalente a dos resortes alineados
Una partícula pesada P de masa m, se halla en equilibrio por la acción de dos resortes, uno de constante recuperadora K1 y longitud natural l1, y otro de constante recuperadora K2 y longitud natural l2, tales que K1l1 = K2l2. El primer resorte tiene un extremo conectado a P y el otro a un punto fijo O; el segundo resorte se conecta a la partícula y a un punto fijo A, separado de O por una distancia d. En la situación de equilibrio, los puntos O, P y A están alineados en la dirección y el sentido de![\vec{g}](/wiki/images/math/8/d/4/8d4ff7d497f173923a5d39f5be01e831.png)
5 Partícula vinculada, en equilibrio y con dos resortes no alineados
El sistema de la figura está formado por dos barras fijas conectadas en el punto O y dirigidas, una en la dirección de la vertical gravitatoria OX, y otra en una dirección horizontal OY. Una partícula pesada P, de masa m, se halla ensartada en la barra vertical, pudiendo deslizar por ella sin rozamiento. Un segundo punto material A, cuya masa es despreciable, está obligado a moverse siempre en la barra horizontal. Un resorte de longitud natural nula y constante recuperadora K1 tieneconectados cada uno de sus extremos a dichos puntos móviles. Un segundo resorte de constante K2 y longitud natural l0 conecta la partícula sin masa A con el punto fijo O. Considerando que el rozamiento entre la barra horizontal y la partícula A es también despreciable, determine las posiciones que ocupan las partículas y las fuerzas de reacción vincular que actúan sobre ellas cuando ambas se encuentran en equilibrio.