2.El diagrama vut de la figura, representa
el movimiento de dos partículas a lo
largo de una
una trayectoria rectilinea y a
partir de una misma posición inicial.
Deter
a) El tiempo de movimiento de cada
particula
b) La distancia recorrida por cada
particula
c) La rapidez media de cada particula.
d) Elgrafico rty a.tde cada particula.
Respuestas a la pregunta
Respuesta:La posici´on de una part´ıcula que se mueve unidimensionalmente esta definida por la ecuaci´on:
x(t) = 2t
3 − 15t
2 + 24t + 4 donde 0x
0 y
0
t
0
se expresan en metros y segundos respectivamente. Determine:
a. ¿Cu´ando la velocidad es cero?
b. La posici´on y la distancia total recorrida cuando la aceleraci´on es cero.
Soluci´on:
a. Recordemos que:
v(t) =
dx
dt =
d
dt(2t
3 − 15t
2 + 24t + 4) = 6t
2 − 30t + 24
Sea t
0
el tiempo en que la velocidad se anula, entonces v(t
0
) = 0.
De este modo:
0 = v(t
0
) = 6(t
0
)
2 − 30(t
0
) + 24 = 6[(t
0
)
2 − 5(t
0
) + 4] = 6[(t
0
) − 4][(t
0
) − 1]
As´ı tenemos que:
t
0
1 = 4, t
0
2 = 1
De este modo, tenemos que la velocidad se anula al primer segundo y a los cuatro segundos.
b. Recordemos que:
a(t) =
dv
dt =
d
dt(6t
2 − 30t + 24) = 12t − 30
Ahora sea t
0
el instante en que la aceleraci´on se anula, entonces a(t
0
) = 0
Ahora:
0 = a(t
0
) = 12t
0 − 30
As´ı tenemos que: t
0 =
30
12 =
5
2
Por lo tanto, la posici´on en este instante es:
x(t
0
) = x
5
2
= 2
5
2
3 − 15
5
2
2 + 24
5
2
+ 4 = 125
4 − 3
125
4 + 60 + 4 = −2
125
4 + 64 = −
125
2 +
128
2 =
3
2
De este modo, la posici´on de la part´ıcula cuando la aceleraci´on es cero es de 3
2 metros.
Adem´as la distancia total recorrida esta dada por:
distancia = |x(t
0
) − x(0)| = |
3
2 − 4| =
5
2
Finalmente la distancia total recorrida es: 5
2 metr
Explicación: