Otras carreras Un problema de la U

[eprt2]

Hola
estoy algo confundido con todo lo relacionado con la física pero quiero meterle fuerte a esta materia y necesito de su ayuda me pusieron este problema y no sé por dónde empezar de antemano gracias a los que me puedan ayudar


[FONT=Arial]Un jugador de hockey golpea el disco en reposo sobre el hielo. El disco se desliza sobre el hielo durante 10.0pies sin fricción, punto desde el cual se desplaza sobre una superficie de concreto. El disco después desacelera sobre una superficie oponiéndose a su movimiento a una razón uniforme de -20.0pies/s². Si la velocidad del disco es 40.0pies/s después de recorrer 100pies desde el punto de impacto.[/FONT]
[FONT=Arial]a)Cuál es la aceleración promedio impuesta al disco cuando es golpeado por el bastón del jugador?(suponga que el tiempo de contacto es 0.0100s)[/FONT]
[FONT=Arial]b)Que distancia recorre el disco antes de detenerse?[/FONT]
[FONT=Arial]c)[/FONT][FONT=Arial]Cuál es el tiempo total que el disco se mantiene en movimiento. Ignorando el tiempo de contacto?[/FONT]

[materia]

Re: Un problema de la U

[FONT=Arial]...Un jugador de hockey golpea el disco en reposo sobre el hielo. El disco se desliza sobre el hielo durante 10.0pies sin fricción...[/FONT]

Algo me dice que alli deberia ser tiempo... ese durante me pone en dudas...

[eprt2]

Re: Un problema de la U

No pues verifique el ejercicio ysi esta bien escrito pero gracias por tu aporte

[lucass]

Re: Un problema de la U

Hola
Yo diría que te hagas un esquemita sencillo del problema. Sería una recta, marcás un 0 de referencia (posicion inicial del disco). Luego una marca a cierta distancia que representa los primeros 10 pies recorridos, y luego otra a 100 pies de distancia del 0. (esto quizá fue innecesario explicarlo, pero no importa.)
Ahora, la velocidad incial del disco (en 0) es cero, o sea $v_0=0$. Como resultado del golpe adquiere, casi instantaneamente una velocidad $v_1$ que vas a tener que calcular.
A los 100 pies la velocidad del disco es $v_2=40 pies/s$.
Para responder el apartado a, necesitas conocer la velocidad $v_1$. Como lo que pide es la aceleracion media, tenes $a_m=\frac {\Delta v}{\Delta t}=\frac {v_1-v_0}{\Delta t}$ donde $\Delta t$ es el tiempo de contacto.
Para obtener $v_1$ hay que tener en cuenta los otros datos.
En el intervalo de 0 a 10 pies, el movimiento es rectilineo uniforme, pues la resultante de fuerzas es cero al no haber roce. Luego los 10 pies se alcanzan con esa velocidad, $v_1$, y a partir de ahí el disco sigue su camino con MRUV, pues está sometido a una desaceleración constante, debida al roce que hay en este tramo. Así, teniendo en cuenta que alcanza los 100 pies con velocidad $v_2$ se tiene
$v_2^2=v_1^2+2a \Delta x$ (acordate que delta x es el desplazamiento que realiza al cambiar su velocidad de $v_1$ a $v_2$ (podes razonar vos cual sería...)
Esa ecuación permite calcular $v_1$ Luego, yua tenes la respuesta a
Para el apartado b, pensá como podes usar la misma ecuacion ultima que puse, la de velocidad en funcion del desplazamiento, para ver que desplazamiento más realizará antes de frenarse..., y enseguida sale.
Por último el apartado c, hay que calcular, por separado, los tiempos que toma cada desplazamiento... o al menos para el MRU y el MRUV (quiero decir, pensandolos como dos movimientos distintos) y luego sumar.
Para el primer tramo, $\Delta x=v_1t$ da el tiempo que tarda en recorrer los 10 pies.
Luego en el otro tramo, MRUV, podes usar $\Delta x=v_1t+ \frac {1}{2}at^2$ y resolver esta cuadrática para obtener el t (El delta x este lo vas a conocer cuando hayas respondido el apartado b). Sino, es mas facil resolver con $v=v_1+at$ y como quiero el tiempo total durante el cual el disco se mueve, pongo $v=0$ como velocidad final.
Bueno, con eso creo que vas a andar, cualquier cosa pregunta denuevo.
Saludos!!

[Ulises7]

Re: Un problema de la U

Hola
Yo diría que te hagas un esquemita sencillo del problema. Sería una recta, marcás un 0 de referencia (posicion inicial del disco). Luego una marca a cierta distancia que representa los primeros 10 pies recorridos, y luego otra a 100 pies de distancia del 0. (esto quizá fue innecesario explicarlo, pero no importa.)
Ahora, la velocidad incial del disco (en 0) es cero, o sea $v_0=0$. Como resultado del golpe adquiere, casi instantaneamente una velocidad $v_1$ que vas a tener que calcular.
A los 100 pies la velocidad del disco es $v_2=40 pies/s$.
Para responder el apartado a, necesitas conocer la velocidad $v_1$. Como lo que pide es la aceleracion media, tenes $a_m=\frac {\Delta v}{\Delta t}=\frac {v_1-v_0}{\Delta t}$ donde $\Delta t$ es el tiempo de contacto.
Para obtener $v_1$ hay que tener en cuenta los otros datos.
En el intervalo de 0 a 10 pies, el movimiento es rectilineo uniforme, pues la resultante de fuerzas es cero al no haber roce. Luego los 10 pies se alcanzan con esa velocidad, $v_1$, y a partir de ahí el disco sigue su camino con MRUV, pues está sometido a una desaceleración constante, debida al roce que hay en este tramo. Así, teniendo en cuenta que alcanza los 100 pies con velocidad $v_2$ se tiene
$v_2^2=v_1^2+2a \Delta x$ (acordate que delta x es el desplazamiento que realiza al cambiar su velocidad de $v_1$ a $v_2$ (podes razonar vos cual sería...)
Esa ecuación permite calcular $v_1$ Luego, yua tenes la respuesta a
Para el apartado b, pensá como podes usar la misma ecuacion ultima que puse, la de velocidad en funcion del desplazamiento, para ver que desplazamiento más realizará antes de frenarse..., y enseguida sale.
Por último el apartado c, hay que calcular, por separado, los tiempos que toma cada desplazamiento... o al menos para el MRU y el MRUV (quiero decir, pensandolos como dos movimientos distintos) y luego sumar.
Para el primer tramo, $\Delta x=v_1t$ da el tiempo que tarda en recorrer los 10 pies.
Luego en el otro tramo, MRUV, podes usar $\Delta x=v_1t+ \frac {1}{2}at^2$ y resolver esta cuadrática para obtener el t (El delta x este lo vas a conocer cuando hayas respondido el apartado b). Sino, es mas facil resolver con $v=v_1+at$ y como quiero el tiempo total durante el cual el disco se mueve, pongo $v=0$ como velocidad final.
Bueno, con eso creo que vas a andar, cualquier cosa pregunta denuevo.
Saludos!!

Lucass te ha dado la clave, de hecho mientras resolvia el problema el escribia cómo hacerlo . Por cierto si no eres un fanático de la cinemática creo que no es nada raro, ya que a mi es lo que menos me gusta... pero aun asi creo que supe resolverlo correctamente, si no quieres mirar los resultados y hacerlo por tu cuenta no bajes :








a)

Para saber la $a_m$ tienes que saber la velocidad que se le comunica, ya que el tiempo ya lo tienes:

$a_m = v - v_0 / t$ donde $v_0 = 0 pie / s$

$a_m = v / t$

para saber la velocidad partiremos de esta ecuación de un MRU con el tiempo $t$ despejado:

$2.a. ( x - x_0 ) = v^2 - v_0^2$

nos interesa obviamente $v_0$

asi que:

$v_0 = [ v^2 . 2.a. ( x - x_0 )]^1/2$

y da $v_0 = 72,11 pies$

asi que: $a_m = 7.211 pie / s^2$



b)

tienes que sumar el espacio recorrido durante el MRU que ya se sabe 10 pies y durante el MRUA que es el que hay que calcular:

como es un MRUA pues:

$\Delta x = v^2 - v_0^2 / 2a = - v_0^2 / 2a$

y da $\Delta x = 130 pies$ pero nos interesa el total asi que $\Delta x = 140 pies$

c)

Lo mismo que antes pero aplicado al tiempo:

en el MRU seria:

$t = x / v = 0,138 s$

y en el MRUA:

$t = v / a = 3,6055 s$ asi que $t = 3,7435 s$


espero que sean correctos los resultados...

saludos

pd: ¿qué es eso de un problema de la U? :s ¿de la universidad?

[eprt2]

Re: Un problema de la U

Lucass y ulises 7 quedo muy agradecido de verdad que me han servido de guia para otros problemitas similares que tengo y si es de la universidad de nuevo muchas gracias