3. 3_Una piedra se arroja verticalmente hacia arriba desde el bordaje de una azotea. La piedra se mueve hasta el punto más alto, regresa al punto de partida y luego cae hacia la calle situada abajo. Determine los signos de velocidad, aceleración y desplazamiento a cada instante. (inicio, punto más alto, regreso al punto de partida, caída al suelo).
Respuestas
Respuesta dada por:
2
Para responder este problema debes seleccionar un sistema de referencia y mantenerlo fijo para todas las situaciones de forma que sean comparables.
Debes escoger tanto el punto de origen como la dirección en que son positivos los valores.
Como se trata de un movimiento vertical, nuestro sistema consiste solo de un eje vertical.
Escogeré como origen el punto desde el cual se lanza el objeto y como positivo los valores hacia arriba.
Inicio
Velocidad: inicialmente la piedra es lanzada hacia arriba, por tanto su signo es positivo (ya que escogimos que hacia arriba es positivo).
aceleración: la aceleración es la aceleración de gravedad que como sabemos es dirigida hacia abajo, por tanto tiene signo negativo en nuestro sistema de referencia.
desplazamiento: el desplazamiento es hacia arriba, por tanto también es positivo, igual que la velocidad.
Punto más alto
En todo el trayecto de subida la velocidad y el desplazamiento son positivos.
Como la aceleración es negativa (en todos los trayectos ya que es constante) la velocidad va disminuyendo, hasta que en el punto más alto la velocidad llega a cero.
El desplazamiento hasta llegar al punto más alto es positivo. Recuerda que el desplazamiento se mide respecto al punto en que se realizó el lanzamiento. El desplazmiento comienza a disminuir a partir de este momento.
Regreso al punto de partida
Cuando la piedra empieza a bajar, la velocidad adopta otro signo: era positiva mientras subía, pero se hace negativa mientras regresa al punto de partida.
En este trayecto el desplazamiento disminuye, aunque sigue siendo positivo, puesto que su posición se mide respecto al origen. En el instante en que la piedra pasa por el punto de partida (origen) el desplazamiento es cero.
La aceleración, ya dijimos es negativa. Como la velocidad es negativa, esta aceleración causará que la velocidad cada vez sea más negativa. La magnitud de la velocidad aumenta, es lo que se llama la rapidez: la piedra irá bajando cada vez con mayor rapidez, pero su velocidad será negativa mientra siga bajando, porque así se escogió el sistema de referencia.
Caída al suelo
Como se dijo arriba, una vez que la piedra pasa el punto de origen del lanzamiento, el desplazamiento llega a cero y a partir de allí el desplazamiento empieza a ser negativo. En todo el trayecto, desde el nivel en que fue lanzada la piedra, hasta llegar al suelo el desplazamiento aumenta en magnitud, siendo cada vez más negativo.
La velocidad en todo este trayecto también es negativa (puesto que va bajando, que es el sentido negativo de nuestro sistema de referencia).
Como, se ha dicho ya, la aceleración es negativa (no cambia en todo el movimiento, puesto que es constante).
Debes escoger tanto el punto de origen como la dirección en que son positivos los valores.
Como se trata de un movimiento vertical, nuestro sistema consiste solo de un eje vertical.
Escogeré como origen el punto desde el cual se lanza el objeto y como positivo los valores hacia arriba.
Inicio
Velocidad: inicialmente la piedra es lanzada hacia arriba, por tanto su signo es positivo (ya que escogimos que hacia arriba es positivo).
aceleración: la aceleración es la aceleración de gravedad que como sabemos es dirigida hacia abajo, por tanto tiene signo negativo en nuestro sistema de referencia.
desplazamiento: el desplazamiento es hacia arriba, por tanto también es positivo, igual que la velocidad.
Punto más alto
En todo el trayecto de subida la velocidad y el desplazamiento son positivos.
Como la aceleración es negativa (en todos los trayectos ya que es constante) la velocidad va disminuyendo, hasta que en el punto más alto la velocidad llega a cero.
El desplazamiento hasta llegar al punto más alto es positivo. Recuerda que el desplazamiento se mide respecto al punto en que se realizó el lanzamiento. El desplazmiento comienza a disminuir a partir de este momento.
Regreso al punto de partida
Cuando la piedra empieza a bajar, la velocidad adopta otro signo: era positiva mientras subía, pero se hace negativa mientras regresa al punto de partida.
En este trayecto el desplazamiento disminuye, aunque sigue siendo positivo, puesto que su posición se mide respecto al origen. En el instante en que la piedra pasa por el punto de partida (origen) el desplazamiento es cero.
La aceleración, ya dijimos es negativa. Como la velocidad es negativa, esta aceleración causará que la velocidad cada vez sea más negativa. La magnitud de la velocidad aumenta, es lo que se llama la rapidez: la piedra irá bajando cada vez con mayor rapidez, pero su velocidad será negativa mientra siga bajando, porque así se escogió el sistema de referencia.
Caída al suelo
Como se dijo arriba, una vez que la piedra pasa el punto de origen del lanzamiento, el desplazamiento llega a cero y a partir de allí el desplazamiento empieza a ser negativo. En todo el trayecto, desde el nivel en que fue lanzada la piedra, hasta llegar al suelo el desplazamiento aumenta en magnitud, siendo cada vez más negativo.
La velocidad en todo este trayecto también es negativa (puesto que va bajando, que es el sentido negativo de nuestro sistema de referencia).
Como, se ha dicho ya, la aceleración es negativa (no cambia en todo el movimiento, puesto que es constante).
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