NO ME SALEN
EJERCICIOS RESUELTOS DE FÍSICA DEL CBC
(Movimiento uniformemente variado)

NMS c3.60* - Un móvil se desplaza en forma rectilínea de acuerdo al gráfico de velocidad vs. tiempo que se muestra en la figura. ¿Cuál es la única afirmación correcta entre las siguientes?

   a) Durante los primeros 10 segundos la velocidad del móvil es mayor que durante los últimos 10 segundos.
    b) Durante los primeros 10 segundos la aceleración del móvil es mayor que durante los últimos 10 segundos.

   c) El móvil recorre más distancia en los primeros 10 segundos que en los últimos 10 segundos.
    d) Durante todo el movimiento el móvil está frenado.
    e) En t=10s, o en t=20s, es posible que el móvil cambie el sentido de movimiento.
    f) Durante los últimos 10 segundos, la aceleración del móvil es mayor que durante los primeros 10 segundos.
  manolito

Bien, no hay mucho preámbulo para formular. Vayamos analizando las afirmaciones según aparecen.

   a) Durante los primeros 10 segundos la velocidad del móvil es mayor que durante los últimos 10 segundos. FALSO. Para empezar te darás cuenta de que cuando habla de la velocidad en realidad debería decir las velocidades... ya que según el gráfico la velocidad va variando -particularmente va aumentando- constantemente. Y todas las velocidades que va adquiriendo el móvil durante los 10 primeros segundos (de 0 a 10) son menores que las que va adquiriendo en los segundos 10 segundos (de 10 a 20) que a su vez son menores que las que va adquiriendo en los últimos 10 segundos (de 20 a 30).

    b) Durante los primeros 10 segundos la aceleración del móvil es mayor que durante los últimos 10 segundos. VERDADERO. La aceleración se puede calcular haciendo esta operación:

   
a = Δv    

Δt
   

que, en realidad, es la definición de aceleración media, y que vale para las aceleraciones constantes. Pero dentro de cada tramo la aceleración es constante ya que la velocidad aumenta uniformemente (la curva del gráfico son tres segmentos de recta). Tres tramos, tres aceleraciones constantes.

Si querés comparar entre sí las aceleraciones de los tres tramos basta con evaluar el numerador en la definición, o sea, los Δv, (el cambio de altura de cada segmento de recta), ya que los intervalos de tiempo, Δt, son iguales: dura 10 s para cada tramo.

   

Si llamamos 1 al primer tramo (el que va de 0 a 10 segundos), 2 al segundo y 3 al último... se ve claramente que:

Δv1 > Δv2 > Δv3

Por lo tanto:

a1 > a2 > a3

   

   c) El móvil recorre más distancia en los primeros 10 segundos que en los últimos 10 segundos. FALSO. En un gráfico velocidad-tiempo el desplazamiento es fácilmente ponderable analizando el área encerrada bajo la curva.

   

Para cada tramo el área queda definida en un pequeño trapecio... pero basta con que aprecies, a ojo, el área de cada trapecio.

Si llamamos Δx1 al recorrido del primer tramo, Δx2 al recorrido del segundo tramo y Δx3 al recorrido del último tramo se ve claramente que:

Δx3 > Δx2 > Δx1

Lo cual, además, es recontralógico porque el último tramo lo recorre a una velocidad superior.

   

    d) Durante todo el movimiento el móvil está frenado. FALSO. Durante todo el movimiento el móvil se mueve cada vez más rápido. (Te están cargando).

    e) En t=10s, o en t=20s, es posible que el móvil cambie el sentido de movimiento. FALSO. Me encantaría saber qué fuman los profesores que inventan los temas de examen.

    f) Durante los últimos 10 segundos, la aceleración del móvil es mayor que durante los primeros 10 segundos. FALSO. Eso ya lo discutimos cuando encontramos la opción verdadera.

   
  Durante los primeros 10 segundos la aceleración del móvil es mayor que durante los últimos 10 segundos. opción b)
   
     
*Este ejercicio formó parte del final de Biofísica tomado el 14 de diciembre de 2018. Para ver el examen completo haga click ACÁ.
 
DESAFIO: Graficar posición-tiempo y aceleración-tiempo correspondientes al gráfico de velocidad... ¡Y hacerlos en tandem!   Ricardo Cabrera
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