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1 Comentarios sobre los ejercicios de Cinemática Asignatura: Física 1 (Biotecnología) Docente (Teórica): Dr. Brian Wundheiler (wundheiler@docentes.unm.edu.ar) Docente (Practica): Dr. Diego Melo (diego.melo@iteda.cnea.gov.ar) Día y Horario: Miércoles de 17 a 22 hs Año: 2022 Para resolver los ejercicios es necesario seguir una serie de pautas a fin de llegar al resultado correcto. 1. Es necesario realizar un gráfico o figura donde deben indicarse todos los datos que presenta el enunciado del problema. Las velocidades y aceleraciones deben indicarse dibujando los correspondientes vectores. 2. Es necesario indicar el sistema de coordenadas, marcando el origen (“0”) y el sentido creciente de las distancias respecto al origen (+X). 3. Es necesario plantear las ecuaciones que permiten vincular los datos del problema con el parámetro que es la incógnita del problema. En los ejercicios estudiaremos el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado: 𝑥(𝑡) = 𝑥 + 𝑣 (𝑡 − 𝑡 ) + 𝑎 2 (𝑡 − 𝑡 ) 𝑣(𝑡) = 𝑣 + 𝑎 (𝑡 − 𝑡 ) 𝑎(𝑡) = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 2 4. Se deben sustituir los datos en las ecuaciones teniendo en cuenta que los mismos deben ser expresados de manera coherente con las unidades correctas. Los datos deben incluir las unidades en las ecuaciones, no hacerlo implica que el problema no está bien resuelto, aunque el resultado numérico fuese correcto. 5. El signo que tiene la velocidad y/o la aceleración en las ecuaciones queda definido a partir de la siguiente regla: Es positivo (+) si el vector en cuestión apunta en sentido a +X, y es negativo si el vector en cuestión apunta en sentido opuesto a +X. Dos móviles, A y B, se mueven sobre una trayectoria rectilínea acercándose entre sí conforme transcurre el tiempo. En un instante, cuando la velocidad del móvil A es de 40 m/s y la del móvil B de 20 m/s, la distancia entre ambos móviles es de 400 m. Justo en ese instante ambos móviles aplican los frenos a fin de evitar una colisión frontal, que produce una desaceleración constante de 5 m/s2 para el móvil A y de 2 m/s2 para el móvil B. Pregunta: 1) ¿Los móviles logran frenar antes de que pueda ocurrir una colisión?. 2) Si la respuesta es no, determine el tiempo y la posición donde ocurre la colisión. Condiciones iniciales para el móvil A: x0 = 0 m v0 = +40 m/s a = -5 m/s2 Condiciones iniciales para el móvil B: x0 = 400 m v0 = -20 m/s a = +2 m/s2 6. Al operar los datos en las ecuaciones deben hacerse las cancelaciones sobre las unidades cada vez que esto sea posible. 3 A modo de ejemplo, si nos dicen que la velocidad de un móvil que se mueve en línea recta es constante y su valor de 20 km/h, y nos piden hallar la distancia que recorre el móvil al cabo de 10 s, haríamos (voy a omitir la figura o gráfico): distancia = velocidad x tiempo velocidad = 20 km/h → velocidad = 20000 m / 3600 s = 5.555 m/s por lo tanto: distancia = 5.555 m/s x 10 s = 55.55 m distancia = 55.55 m En este simple ejemplo, primero indico la ecuación que vincula los datos con la incógnita. Debido a que velocidad esta expresada en km/h y el tiempo en segundos, voy a convertir la velocidad a m/s. A continuación, sustituyo los valores en la ecuación y realizo la operación matemática involucrada, cancelando la unidad de tiempo, siendo que esta aparece en el numerador y denominador. 7. Problemas de tiro oblicuo o movimiento parabólico. a) Si elijo el sistema de coordenadas ubicando su origen sobre la intersección de los dos catetos del triángulo rectángulo, la posición inicial del proyectil viene dada por: x0 = 0 m y0 = 7 m 4 Posteriormente cuando el proyectil arribe al suelo (B), las coordenadas de la posición serán: xB = 24 m yB = 0 m b) Si elijo el sistema de coordenadas ubicando el origen sobre el punto donde inicialmente se encuentra el proyectil, la posición inicial del proyectil corresponde a: x0 = 0 m y0 = 0 m Cuando el proyectil arribe al suelo (B), las coordenadas de la posición serán: xB = 24 m yB = -7 m
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