• Asignatura: Física
  • Autor: kcbaby
  • hace 4 años

La ecuación de la posición de una partícula de 30 g, animada con un MAS es x=2 cos⁡(3/2 t+π/3)cm, calcular:
a) La amplitud, frecuencia angular y ángulo de fase inicial del movimiento.
b) La constante de oscilación de la partícula.
c) La velocidad de la partícula en t=2 s.
d) La velocidad de la partícula en t=2 s.
e) La energía mecánica total en t=2 s.

Respuestas

Respuesta dada por: Herminio
3

La expresión general de un MAS es x = A cos(ω t + Ф)

A = amplitud. ω = frecuencia angular. Ф = fase inicial

Para este caso:

a) A = 2 cm; ω = 3/2 rad/s = 1,5 rad/s; Ф = π/3 rad.

b) Entiendo que es la constante de fuerza del resorte asociado.

k = m ω² = 0,030 kg . (1,5 rad/s)² = 0,0675 N/m

c) La velocidad es la derivada de la posición

V = - 2 . 1,5 . sen(1,5 t + π/3)

Para t = 2 s: (calculadora en modo radianes)

V = - 3 . sen(1,5 . 2 + π/3) = 2,36 cm/s

d) Entiendo que pides aceleración.

La aceleración es la derivada de la velocidad.

a = - 3 . 1,5 cos(1,5 t + π/3)

a = - 4,5 cos(1,5 . 2 + π/3) = 2,78 cm/s²

e) La energía mecánica total es independiente del tiempo. Es igual a la energía potencial máxima.

Em = Ep = 1/2 k A²

Em = 1/2 . 0,0675 N/m (0,02 m)² = 1,35 . 10⁻⁵ J

Saludos.


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