• Asignatura: Física
  • Autor: skere036
  • hace 8 años

Se realiza un lanzamiento en ángulo de un cohete desde la parte superior de una torre, cuya altura es ho= 50m .A causa del diseño de los motores, sus coordenadas de posición tienen la forma x(t)= A+Bt² y y(t)= C+Dt³, donde A,B,C y D son constantes. Además, la aceleración del cohete 1 s después del lanzamiento es a→=(4.00 i + 3.00 j)m/s². Considere que la base de la torre es el origen de las coordenadas . a) Determine las constantes A,B,C y D, incluyendo sus unidades en el SI. b)En el instante posterior al lanzamiento del cohete, ¿cuáles son sus vectores de aceleración y velocidad? c)¿Cuáles son los componentes X y Y de la velocidad del cohete 10s después del lanzamiento, y qué tan rápido se mueve el cohete? d)¿Cuál es el vector de posición del cohete 10 s después del lanzamiento?

Respuestas

Respuesta dada por: mcamachog
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Las constantes A,B,C y D, son : A = 0,  B = 2.00m/s², C = 50.0m, D = 0.50m/s³

En el instante posterior al lanzamiento del cohete, sus vectores de aceleración y velocidad son:

x°(t) = 4.00m/s² * t ,  y°(t) = 1.50m/s³ * t² ... Velocidad

x°°(t) = 4.00m/s² ,  ÿ(t) = 3.00m/s³ * t ... Aceleración

Los componentes X y Y de la velocidad del cohete 10s después del lanzamiento son: x°(10s) = 40.00m/s ,  y°(10s) = 150m/s

La rápides con que  se mueve el cohete es V = 155.24m/s

El vector de posición del cohete 10 s después del lanzamiento es x(t)= 200.0m, y(10)= 550.0m

Las ecuaciones que nos indican sus coordenadas de posición, se derivan para obtener ecuaciones de sus coordenadas de velocidad y estas se derivan nuevamente para obtener sus coordenadas de aceleración:

x(t)= A+B*t² ... Posición

x°(t) = 2*B*t ... Velocidad

x°°(t) = 2*B ... Aceleración

y(t)= C+Dt³ ... Posición

y°(t) = 3*D*t² ...Velocidad

ÿ(t) = 6*D*t ...Aceleración

Para hallar las constantes, primero evaluamos las ecuaciones de aceleración en t=1s, sustituyendo los datos que nos dan:

x°°(t) = 2*B

x°°(1s) = 2*B = 4.00m/s²

B = 2.00m/s²

ÿ(t) = 6*D*t

ÿ(1s) = 6*D*1s = 3.00m/s²

D = 0.50m/s³

Ahora para hallar las demás constantes, evaluamos las ecuaciones de posición en t=0 e igualamos en los valores iniciales de posición (X=0, Y=50m):

x(t)= A+B*t²

x(0) = A + B*0 = 0

A = 0

y(t)= C+Dt³

y(0) = C + D* 0 = 50m

C = 50.0m

Entonces sustituyendo las constantes, los vectores de posición, velocidad y aceleración son:

x(t)= 2.00m/s² * t² ,  y(t)= 50.0m+(0.50m/s³ * t³)... Posición

x°(t) = 4.00m/s² * t ,  y°(t) = 1.50m/s³ * t² ... Velocidad

x°°(t) = 4.00m/s² ,  ÿ(t) = 3.00m/s³ * t ... Aceleración

Los componentes X y Y de la velocidad del cohete 10s después del lanzamiento se obtienen evaluando la ecuaciones en t=10s

x°(t) = 4.00m/s² * t

x°(10s) = 4.00m/s² * 10s

x°(10s) = 40.00m/s

y°(t) = 1.50m/s³ * t²

y°(10s) = 1.50m/s³ * (10s)²

y°(10s) = 150m/s

La velocidad se calcula asi:

V= √(Vx² + Vy²)

V= √(40.00m/s ² + 150m/s²)

V = 155.24m/s

Los componentes X y Y de la posición del cohete 10s después del lanzamiento se obtienen evaluando la ecuaciones en t=10s:

x(t)= 2.00m/s² * t²

x(10)= 2.00m/s² * (10s)²

x(t)= 200.0m

y(t)= 50.0m+(0.50m/s³ * t³)

y(10)= 50.0m+(0.50m/s³ * (10s)³)

y(10)= 550.0m

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