Este documento demuestra matemáticamente las ecuaciones que describen la posición, velocidad y aceleración de cualquier punto sobre el borde de un disco que rueda a lo largo de un plano horizontal con velocidad constante. Primero se obtienen las ecuaciones de posición x(t) y y(t) en términos del radio R, velocidad angular w y tiempo t. Luego, se derivan estas ecuaciones para encontrar expresiones para la velocidad vx(t), vy(t) y la aceleración ax(t), ay(t). Finalmente, se
Para describir el movimiento de un objeto es conveniente expresar cómo se comporta su posición en función del tiempo, mediante la llamada ecuación del movimiento.
Para describir el movimiento de un objeto es conveniente expresar cómo se comporta su posición en función del tiempo, mediante la llamada ecuación del movimiento.
El cilindro hidráulico extiende su vástago y rota en sentido antihorario, con una velocidad angular de 0,7 rad⁄s, en la posición mostrada determine la velocidad de la plataforma donde se encuentra el automóvil.
L=2.3 m b=1.2m y θ=30°
Parcial 1. Fisica I (mecánica). Cinemática rectilínea. Universidad TecnologicaAle Ávila
La posición para una partícula que se mueve en el eje x es dada por x=15e^(-2t) m, donde t está en segundos. Calcular la aceleración para t=1.0 s.
Para t=0, una partícula es localizada en x= 25 m y tiene velocidad de 15 m/s en dirección + x. La aceleración varía de acuerdo al gráfico. Determinar la posición t= 5.0 s
Obligatorio. Una partícula que se mueve sobre el eje x tiene una posición instantánea dada por x=(24t-2.0 t^3 )m, donde t está medida en s. Calcular la magnitud de la aceleración en el instante cuando la velocidad es nula.
El cilindro hidráulico extiende su vástago y rota en sentido antihorario, con una velocidad angular de 0,7 rad⁄s, en la posición mostrada determine la velocidad de la plataforma donde se encuentra el automóvil.
L=2.3 m b=1.2m y θ=30°
Parcial 1. Fisica I (mecánica). Cinemática rectilínea. Universidad TecnologicaAle Ávila
La posición para una partícula que se mueve en el eje x es dada por x=15e^(-2t) m, donde t está en segundos. Calcular la aceleración para t=1.0 s.
Para t=0, una partícula es localizada en x= 25 m y tiene velocidad de 15 m/s en dirección + x. La aceleración varía de acuerdo al gráfico. Determinar la posición t= 5.0 s
Obligatorio. Una partícula que se mueve sobre el eje x tiene una posición instantánea dada por x=(24t-2.0 t^3 )m, donde t está medida en s. Calcular la magnitud de la aceleración en el instante cuando la velocidad es nula.
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Convocatoria de becas de Caja Ingenieros 2024 para cursar el Máster oficial de Ingeniería de Telecomunicacion o el Máster oficial de Ingeniería Informática de la UOC
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Fisica fin pdf
1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA (Facultad de Ingeniería Civil)
Yarleque Yovera Christian Joel Ciclo: V
5.72. Un disco de radio 𝑹 rueda con una velocidad constante 𝒗 𝟎 a lo largo de un plano
horizontal. Demostrar que la posición de cualquier punto sobre su borde está dado por
las ecuaciones 𝒙( 𝒕) = 𝑹(𝒘𝒕 − 𝒔𝒆𝒏(𝒘𝒕))e 𝒚( 𝒕) = 𝑹(𝟏 − 𝒄𝒐𝒔( 𝒘𝒕)), donde 𝒘 = 𝒗 𝟎/𝑹
es la velocidad angular del disco y 𝒕 se mide desde el instante en que el punto se
encuentra en contacto con el plano. Encontrar también las componentes de la
velocidad y la aceleración del punto.
Dejemos que la rueda ruede un poco y veamos dónde va a parar el punto P de la
circunferencia. Cuando el centro del círculo C ha pasado a C´, el punto P ha pasado a P´.
Este es el punto cuya ecuación queremos. Llamamos a sus coordenadas (𝑥, 𝑦). Como la
rueda no resbala sobre el suelo, lo que sabemos es que la longitud del arco 𝑃′𝐷 sobre la
circunferencia es igual a la longitud del segmento rectilíneo 𝑃𝐷. Si llamamos a al ángulo
𝑃′
𝐶′
𝐷 = 𝛼 medido en radianes, resulta 𝑃′
𝐷 = 𝑃𝐷 = 𝑅𝛼.
Además ya que el punto 𝐶 se mueve a velocidad constante 𝒗0
𝐶𝐶′
= 𝑃𝐷 = 𝑣0 ∗ 𝑡 = 𝑅 ∗ 𝛼
Por otra parte, las coordenadas de 𝑃′ en nuestro sistema son:
𝑥 = 𝑃𝐷 − 𝑃′𝐿
𝑥 = 𝑅 ∗ 𝛼 − 𝑅𝑠𝑒𝑛(𝛼)
𝑦 = 𝐶′
𝐷 − 𝐶′𝐿
𝑦 = 𝑅 − 𝑅𝑐𝑜𝑠(𝛼)
Pero sabemos que:
𝑤 = 𝛼/𝑡
𝛼 = 𝑤𝑡
Entonces:
𝑥(𝑡) = 𝑅𝑤𝑡 − 𝑅𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡)
3. UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA (Facultad de Ingeniería Civil)
Yarleque Yovera Christian Joel Ciclo: V
5.73. Un disco de radio 𝑹 rueda a lo largo del plano horizontal. Demostrar que en cada
instante la velocidad de cada punto es perpendicular a la línea que une el punto con el
punto de contacto del disco y el plano. Si 𝝆 es la distancia entre estos puntos,
demostrar que la magnitud de la velocidad del punto que se mueve es 𝒘𝝆. ¿Qué
conclusiones obtiene de estos resultados?
Para que la velocidad en cada punto sea perpendicular a la línea que une el punto con
el de contacto debe cumplirse:
𝐷𝑃′⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗. 𝑣⃗ = 0
Sea el vector: 𝐷𝑃′⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗= P’- D
P’= ( 𝑅𝑤𝑡− 𝑅𝑠𝑒𝑛(𝑤𝑡), 𝑅 − 𝑅𝑐𝑜𝑠( 𝑤𝑡))y D= (𝑅𝑤𝑡; 0)
El vector 𝐷𝑃′⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = 𝑃′
− 𝐷 = ( 𝑅𝑤𝑡− 𝑅𝑠𝑒𝑛( 𝑤𝑡), 𝑅 − 𝑅𝑐𝑜𝑠( 𝑤𝑡))− (𝑅𝑤𝑡; 0)
𝐷𝑃′⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = (−𝑅𝑠𝑒𝑛( 𝑤𝑡), 𝑅 − 𝑅𝑐𝑜𝑠( 𝑤𝑡))
Y 𝑣⃗ = (𝑅𝑤 − 𝑅𝑤𝑐𝑜𝑠( 𝑤𝑡); 𝑅𝑤𝑠𝑒𝑛( 𝑤𝑡))
𝐷𝑃′⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗. 𝑣⃗ = 0
(−𝑅𝑠𝑒𝑛( 𝑤𝑡), 𝑅 − 𝑅𝑐𝑜𝑠( 𝑤𝑡)).(𝑅𝑤 − 𝑅𝑤𝑐𝑜𝑠( 𝑤𝑡); 𝑅𝑤𝑠𝑒𝑛( 𝑤𝑡)) = 0
−𝑅2 𝑤𝑠𝑒𝑛( 𝑤𝑡) + 𝑅2 𝑤𝑠𝑒𝑛( 𝑤𝑡) 𝑐𝑜𝑠( 𝑤𝑡)+ 𝑅2 𝑤𝑠𝑒𝑛( 𝑤𝑡) − 𝑅2 𝑤𝑠𝑒𝑛( 𝑤𝑡) 𝑐𝑜𝑠( 𝑤𝑡) = 0
0 = 0
∴ 𝑺𝒆𝒄𝒐𝒎𝒑𝒓𝒖𝒆𝒃𝒂𝒒𝒖𝒆 𝑫𝑷′⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗⃗
𝒚𝒗⃗⃗⃗𝒔𝒐𝒏𝒑𝒆𝒓𝒑𝒆𝒏𝒅𝒊𝒄𝒖𝒍𝒂𝒓𝒆𝒔𝒆𝒏𝒕𝒓𝒆𝒔𝒊.
𝑣⃗