Question

extremo libre de un trampolín oscila con M.A.S. con un desplazamiento de 20 cm demorándose 2s para realizar una oscilación completa



La velocidad de dicho extremo cuando se encuentra a 4 cm de su posición de equilibrio es​

Answer 1

Respuesta:

Explicación:

La amplitud es igual a la mitad del segmento recorrido: A = 5·10−2 m. Las expresiones

generales de la elongaci´on y de la velocidad son:

x = A · sin(ω · t + ϕ0); v =

dx

dt

= A · ω · cos(ω · t + ϕ0)

Como en el instante inicial la velocidad es m´axima, se tiene que la fase inicial es:

cos(ω · 0 + ϕ0) = 1 ⇒ ϕ0 = 0 rad

Del valor de la m´axima velocidad se deducen el resto de las constantes del movimiento.

vma´xima = A · ω = 0,20 m/s ⇒ ω =

vma´x

A

=

0,20

0,05

= 4 rad/s

ν =

ω

2π

=

4

2π

=

2

π

Hz; T =

1

ν

=

π

2

s

Las expresiones de la elongaci´on, velocidad y aceleraci´on y sus valores en el instante

indicado, t = 1,75 · π s, son:

x = A · sin(ω · t + ϕ0) = 0,05 · sin(4 · t) ⇒ xt = 0,05 · sin(4 · 1,75 · π) = 0 m

v =

dx

dt

= 0,2 · cos(4 · t) ⇒ vt = 0,2 · cos(4 · 1,75 · π) = −0,2 m/s

a =

dv

dt

= −0,8 · sin(4 · t) ⇒ at = −0,8 · sin(4 · 1,75 · π) = 0 m/s2

La diferencia de fase entre el instante inicial y el t = 1,75 · π s es:

∆ϕ = ϕt − ϕ0 = ω · 1,75 · π − 0 = 4 · 1,75 · π = 7 · π rad = (3 · 2 · π + π) rad

por lo que los dos instantes est´an en oposici´on de fase.