martes, 7 de enero de 2020

Física Final Dic19 T FRB1 – 4 Cinemática


4. Una partícula realiza la trayectoria circular de 2,4 m de diámetro que se muestra en la figura, en sentido antihorario, y acelerando uniformemente a razón de π/3 s-1 en cada segundo. Parte desde el punto A concierta velocidad angular, y 2 segundos después pasa por primera vez por B. Entonces, en dicho instante, el vector aceleración (aB) de la partícula, escrito en coordenadas cartesianas según el sistema de referencia mostrado, será:



 5/6 π2 m/s2 ȋ + 2/5 π m/s2 ĵ
 5/6 π m/s2 ȋ - 2/5 π m/s2 ĵ
 -5/6 π2 m/s2 ȋ + 2/5 π m/s2 ĵ
 -2/5 π m/s2 ȋ + 5/6 π2 m/s2 ĵ
█ 5/6 π2 m/s2 ȋ - 2/5 π m/s2 ĵ
 2/5 π m/s2 ȋ - 5/6 π2 m/s2 ĵ


at = γ R

donde
at = aceleración tangencial
γ = aceleración angular = Δω/Δt = π/3 s-1 / 1 s = π/3 1/s2
R = radio = diámetro / 2 = 2,4 m/ 2 = 1,2 m

Reemplazando
at = π/3 1/s2  1,2 m = 2/5 π m/s2  ---------- según (-ĵ)  (ver gráfico)


Ecuaciones horarias del desplazamiento y velocidad angular

αB = αA + ωA t + ½ γ t2
ωB = ωA + γ t

donde
αB = posición B = π
αA = posición A = 0
ωA = velocidad angular A
γ = aceleración angular = π/3 1/s2
t = tiempo transcurrido = 2 seg
ωB = velocidad angular B

reemplazando en la ecuación de desplazamiento angular y despejando ωA
ωA = (αB - αA -½ γ t2) / t = (π - ½ π/3 1/s2 (2 s)2) / (2 s) = 1/6 π 1/s

reemplazando en ωB
ωB = 1/6 π 1/s + π/3 1/s2 2s = 5/6 π 1/s

ac = ωB2 R = (5/6 π 1/s)2 1,2 m = 5/6 π2 m/s2  ------------ según ȋ  (ver gráfico)

a = 5/6 π2 m/s2 ȋ - 2/5 π m/s2 ĵ


2 comentarios:

  1. hola noemi! estoy haciendo este ejercicio pero no entiendo como es que si mi wb da 5/6 pi, cuando aplico la formula para sacar ac tengo que hacer w al cuadrado x r, el resultado es 5/6pi al cuadrado, donde está el radio en el resultado? si lo hago con calcu me queda 8,22

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  2. Es el mismo resultado escrito diferente. En las opciones esta escrito en función de π2.
    Tu resultado 8,22 m/s2 (dividilo por π2) = 0,83 π2 m/s2 = 5/6 π2 m/s2

    Lo que yo hice
    1,2 m = 6/5 m
    Reemplazando
    ac = ωB2 R = (5/6 π 1/s)2 6/5 m = 5/6 π2 m/s2

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