NO ME SALEN
  PROBLEMAS RESUELTOS DE BIOFÍSICA DEL CBC
  (Movimiento variado)

 

manolito

 

 

15- En el gráfico se representa la posición en función del tiempo de un ascensor. El sistema de referencia tiene su origen en planta baja y sus sentido positivo es hacia arriba.

   

    a) Si el ascensor sigue una trayectoria recta, ¿cómo es posible que su gráfico x(t) sea una curva?
    b) ¿Dónde estaba el ascensor a los 2 segundos?
    c) ¿En qué intervalo de tiempo ascendió? Mientras ascendió, ¿lo hizo siempre del mismo modo, o a veces lo hizo más rápido y a veces
más lento? Justifique.
    d) Ídem c) para el movimiento de descenso.
    e) ¿En qué intervalo de tiempo estuvo detenido?
    f) ¿En qué intervalos su velocidad fue constante?
    g) Calcule la máxima rapidez alcanzada.
    h) Grafique la velocidad en función del tiempo, (en los tramos acelerados considere que la aceleración es constante).
    i) ¿En qué intervalo la velocidad es positiva? ¿En qué intervalo negativa? ¿Qué significa?
    j) ¿Qué significado físico tiene el área bajo la curva v(t)? Haciendo uso de eso, calcule la posición del ascensor a los 11 segundos.
    k) Grafique la aceleración del ascensor en función del tiempo.
    l) ¿En qué intervalos la aceleración es positiva? ¿En cuáles es negativa?
    m) ¿Cómo puede conocer el signo de la aceleración mirando el gráfico x(t)? ¿Y si mira solo el gráfico v(t)?
    n) ¿En qué intervalos el ascensor aumenta su rapidez? ¿En cuáles disminuye su rapidez? Justifique.
    ñ)¿Qué significado físico tiene el área bajo la curva a(t)? Haciendo uso de esto, calcule la velocidad del ascensor a los 3 segundos.

Vamos de a una:

    a) Si el ascensor sigue una trayectoria recta, ¿cómo es posible que su gráfico x(t) sea una curva? No te puedo creer... Es alucinante... El humor de los profes es inaudito. Bueno, pero supongo que quieren una respuesta académica. Ejem... La gráfica posición-tiempo no da información sobre la trayectoria, que es una propiedad puramente espacial. La gráfica posición-tiempo muestra la correspondencia entre cada posición y cada instante de tiempo, niente più.

    b) ¿Dónde estaba el ascensor a los 2 segundos? ¿A los 2 segundos de qué? Yo lo preguntaría así: ¿dónde estaba el ascensor en el instante 2 s? En la posición 3 m.

    c) ¿En qué intervalo de tiempo ascendió? Mientras ascendió, ¿lo hizo siempre del mismo modo, o a veces lo hizo más rápido y a veces
más lento? Justifique.
Mirá, lo vas a ver mucho más claramente cuando analices el gráfico de velocidad. Pero te adelanto. Asciende en el intervalo [0 s ; 4 s] dividido en tres tramos. Primer tramo acelerando y aumentando velocidad, segundo tramo manteniendo constante la velocidad, tercer tramo acelerando disminuyendo la velocidad hasta detenerse.


   

    d) Ídem c) para el movimiento de descenso. Acá lo tenés al gráfico, ahora se bien clarito.

    e) ¿En qué intervalo de tiempo estuvo detenido? Desde el instante 4 s hasta el 10 s el ascensor estuvo en el 2do. piso haciendo salir la gente y dejando entrar al que tocó para bajar.

f) ¿En qué intervalos su velocidad fue constante? [2 s ; 2,5 s], [4 s ; 10 s] y [12 s ; 12,5 s].

    g) Calcule la máxima rapidez alcanzada. Uh, hay que ponerse a hacer cuentas. La primera aceleración [0 s ; 2 s] vale 1,5 m/s². Por lo tanto la velocidad a los 2 s vale 3 m/s. Si hacés las cuentas para el instante 12 s vas a encontrar que la velocidad en ese instante vale -3 m/s. Por lo tantoambos tienen la misma rapidez y es la máxima de todo el viaje.

    h) Grafique la velocidad en función del tiempo, (en los tramos acelerados considere que la aceleración es constante). Hecho.

   

    i) ¿En qué intervalo la velocidad es positiva? ¿En qué intervalo negativa? ¿Qué significa? No me hagas perder tiempo.

    j) ¿Qué significado físico tiene el área bajo la curva v(t)? Haciendo uso de eso, calcule la posición del ascensor a los 11 segundos. Ok, te lo voy a repetir por vez 378. El área encerrada bajo la curva de un gráfico velocidad-tiempo representa el desplazamiento del móvil. Si el área se halla sobre el eje temporal se trata de un avance y si se halla debajo del eje temporal se trata de un retroceso. Para calcular las áreas en este ejercicio se trata sencillamente de rectangulitos y triangulitos, como en la escuela primaria... no llores. En el instante 11 s el ascensor estaba en la posición 6 m.

    k) Grafique la aceleración del ascensor en función del tiempo. Hecho.

    l) ¿En qué intervalos la aceleración es positiva? ¿En cuáles es negativa? ¿Pero qué te pasa? Haceme el favor: no me hagas perder a mí mi tiempo y vos ponete a calcular el valor de las aceleraciones. Son cuatro!!!

    m) ¿Cómo puede conocer el signo de la aceleración mirando el gráfico x(t)? ¿Y si mira solo el gráfico v(t)? Si mirás el gráfico de posición-tiempo, tenés que prestar atención a si los arcos de parábola son de tipo alegres y sonrientes (concavidad posivita) lo que se corresponde con aceleraciones positivas; o si por el contrario, los arcos de parábola son tristes o enojados (concavidad negativa) en cuyo caso se corresponden con aceleraciones negativas.

Y si mirás el gráfico de velocidad-tiempo tenés que prestar atención a si las rectas son ascendentes (como si las agujas del reloj indicaran las 8 y 10) o descendentes (como si indicaran las 10 y 20)

    n) ¿En qué intervalos el ascensor aumenta su rapidez? ¿En cuáles disminuye su rapidez? Justifique. Esto ya se puso monótono.

    ñ)¿Qué significado físico tiene el área bajo la curva a(t)? Haciendo uso de esto, calcule la velocidad del ascensor a los 3 segundos. El área encerrada bajo la curva de un gráfico aceleración-tiempo se corresponde con el aumento o disminución de la velocidad.

   
     

 

   

PARA APRENDER MÁS:

  • No sé. Estudiá.
  Ricardo Cabrera
 
 
   
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