NO ME SALEN

  PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
  (Movimiento uniforme)

 

manolito

F2.04 - Un móvil 1 viaja en línea recta desde A hacia B (distancia AB = 300 km) a una velocidad constante v1, tardando 225 minutos en realizar el trayecto. Otro móvil lo hace de B hacia A a una velocidad v2, y tarda 360 minutos. El móvil 2 parte 1 hora antes que el móvil 1.
    a) Elegir un origen de tiempo y un sistema de referencia.
    b) Escribir los vectores velocidad v1 y v2 d los móviles 1 y 2, respectivamente.
    c) En un mismo gráfico representar posición vs. tiempo para ambos móviles. Interpretar el significado del punto de intersección de ambas curvas.
    d) En un mismo gráfico representar velocidad vs. tiempo para ambos móviles. ¿Cómo se halla en este gráfico el tiempo de encuentro?

Esta vez voy a arrancar con otra herramienta magnífica de la cinemática: el esquema.    
   

Fijate que al confeccionar un esquema ya estás eligiendo un sistema de referencia. Elegí como cero de posiciones el punto A, y creciente hacia B. Y como cero de los tiempos el instante en que el móvil 1 pasa por A. Mirá bien cada valor que consigné en el esquema y decime si está bien o no. No te confundas de verlos juntitos en A o en B, están ahí en momentos diferentes. El único momento en que está juntos en es E, lo destaqué con un óvalo rojo.

Armemos las ecuaciones de ambos móviles. No te olvides tener a mano el modelo de ecuación horaria:

x = xo + v ( t – to )

Las 3 constantes para armar las ecuaciones aparecen el los globitos del esquema, todos juntos para cada móvil:

   Para el móvil 1:              x = v1 . t

   Para el móvil 2:              x = 300 km + v2 . ( t + 60 min)

Y ahora que tenemos las ecuaciones podemos pedirles que hablen de cualquier punto interesante, por ejemplo del momento en que el móvil 1 pasa por B, el momento en que el móvil 2 pasa por A y el encuentro, E:

   Para el móvil 1 en B:      300 km = v1 . 225 min

   Para el móvil 2 en A:      0 km = 300 km + v2 . ( 300 min + 60 min)

   Para el móvil 1 en E:      xE = v1 . tE

   Para el móvil 2 en E:      xE = 300 km + v2 . ( tE + 60 min)

Si te parás a contar tenés cuatro ecuaciones con cuatro incógnitas, por demás sencillas de calcular. Pero yo te lo hago: de la primera despejás y calculás v1:

v1 = 300 km / 225 min = 1,33 km/min

De la segunda despejás y calculás v2:

– 300 km = v2 . 360 min

v2 = 0,833 km/min

Con esas dos velocidades vamos a la tercera y la cuarta, y calculamos tE:

1,33 km/min . tE = 300 km 0,833 km/min ( tE + 60 min)

tE = 116 min

Con ese valor vas a las ecuaciones horarias y calculás xE (hacelo en las dos para chequear que te da el mismo valor):

xE = 154 km

   

Acá tenés los gráficos. Acostumbrate a hacerlos así, encolumnados y con la misma escala de tiempo, en tándem.

Chequeá y verificá los datos y resultados que encontramos analíticamente.

Y por último... te pido que me encuentres el área de esos dos rectángulos que te sombreé.

   
     

Desafío: ¿En qué instante se hallaban a 100 km de distancia antes del encuentro?

  Ricardo Cabrera
   
Algunos derechos reservados. Se prohibe estrictamente leer este ejercicio resuelto por encima: hay que leerlo despacio y con atención. Las penalizaciones a esta infracción son severísimas. Se permite su reproducción citando la fuente. Agradezco a Lucas Antu Nahuelpan por el envío de una errata. Última actualización mar-16. Buenos Aires, Argentina.