NO ME SALEN
PROBLEMAS RESUELTOS DE FÍSICA
(Movimientos variados)


 

manolito

NMS c3.32* - El gráfico representa la velocidad en función del tiempo para dos cuerpos que se mueven a lo largo de una misma recta. Se sabe que a t=0 el cuerpo A pasa por la posición x0A = 4,5m, mientras que para el B la posición es
x0B
= 0m. Entonces se puede afirmar que:

a) Cuando se encuentran sus velocidades son iguales.
b) Se encuentran a los 4 s.
c) La posición del encuentro es 16 m.
d) La posición del encuentro es 8 m.
e) Se encuentran a los 9 s.
f) Para t > 0 s los cuerpos no se encuentran.

* Este ejercicio formó parte del examen libre de Física del CBC tomado el 13 de diciembre de 2013. Para ver el tema de examen completo hacer click acá.
   

Como en cualquier ejercicio de cinemática podríamos empezar por hacer un esquema. pero es tan sencillo que vamos a explotar el potencial de las ecuaciones horarias.

Entonces, queda claro que el cuerpo A se mueve con un movimiento uniforme, MRU, y el cuerpo B con un movimiento variado, MRUV. Armemos las ecuaciones horarias de cada auto (tené los modelos a la vista).

Para el cuerpo A será:

x = 4,5 m + 4 m/s . t

Y las del cuerpo B:

x = ½ a t²

v = a . t

Ahora pidámosles a esas ecuaciones que hables de los instantes que a nosotros nos interesa: a las de posición les voy a pedir que hablen del encuentro (xe y te), y a la de velocidad del cuerpo B le voy a pedir que hable de los 4 s.

   
  xe = 4,5 m + 4 m/s . te [1]
xe = ½ a te² [2]
4 m/s = a . 4 s [3]
  Estas son las ecuaciones especializadas para los instantes que a vos te interesan.

Como no podía ser de otro modo, nos quedó un sistema de 3 ecuaciones con 3 incógnitas (controlalo). Y muy sencillo. Resolvamos. De la ecuación [3] despejamos y calculamos la aceleración del cuerpo B:

a = 4 m/s / 4 s

a = 1 m/s²

Eso lo metemos en la [2] y lo igualamos con la [1].

0,5 m/s² te² = 4,5 m + 4 m/s . te

Nos quedó una sencilla ecuación cuadrática. igualamos a 0 y resolvemos con la fórmula de los griegos.

te1 = 9 s               te2 = 1 s 

El resultado que buscamos es el primero.

   
  Se encuentran a los 9 s. opción e)
   

 

   

Y acá tenés los gráficos. Siempre en tandem, of course.

Tenés bastante para mirar. Te remarqué la correspondecia usando colores, qué bonito.

No están hechos a escala... pero traté de respetar las relaciones principales.

¿Qué pretende indicarte esa raya punteada vertical en 4 s que puse en el gráfico de posiciones?

Sin usar las ecuaciones... ¿te animás a decir en qué posición estaban los cuerpos en el instante 4 s?

   

 

   
Desafío: ¿Qué significado físico tendrá te2?   Ricardo Cabrera
Algunos derechos reservados. Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización ene-14. Buenos Aires, Argentina.