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No Boletín - Otro tiro parabólico (Ex.Sep/15)

De Laplace

1 Enunciado

Un proyectil se mueve en el plano vertical OXZ\,. Se conoce su aceleración constante (debida a su propio peso), y también su posición y su velocidad en el instante inicial (t=0\,):


\vec{a}(t)=-g\,\vec{k}\,\,\,;\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\vec{r}(0)=h\,\vec{k}\,\,\,;
\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\vec{v}(0)=v_0\,[\,\mathrm{cos}(\theta)\,\vec{\imath}+
\mathrm{sen}(\theta)\,\vec{k}\,]

donde g\,, h\, y v_0\, tienen valores positivos, y \theta\, está comprendido en el intervalo 0<\theta<\pi/2.\,

  1. Determine el radio de curvatura de la trayectoria del proyectil en el instante inicial.
  2. Determine la celeridad del proyectil en el instante en el que su trayectoria corta al eje OX.\,

2 Radio de curvatura en el instante inicial

El radio de curvatura de la trayectoria del proyectil en el instante inicial puede calcularse a partir de su velocidad y su aceleración en dicho instante mediante la fórmula:


R_{\kappa}(0)=\frac{|\vec{v}(0)\,|^3}{|\vec{v}(0)\times\vec{a}(0)\,|}

Así que sustituyendo en dicha fórmula los valores iniciales de velocidad y aceleración:


\vec{v}(0)=v_0\,[\,\mathrm{cos}(\theta)\,\vec{\imath}+
\mathrm{sen}(\theta)\,\vec{k}\,]\,\,\,;\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\,\vec{a}(0)=-g\,\vec{k}

se obtiene:


R_{\kappa}(0)=\frac{v_0^2}{g\,\mathrm{cos}(\theta)}

3 Celeridad del proyectil al cortar el eje OX

\sqrt{v_0^2+2gh}\,

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