Autor Tema: Problema distancia recorrida

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23 Abril, 2017, 08:25 pm
Respuesta #10

Alejandroide

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Perdona Samir, pensaba q lo q me dabas era una indicacion. Me supera un poco el tema de la parametrizacion, nunca lo he estudiado,pero igual es el momento.
Basicamente seria igualar la ecuacion q dices a la distancia a estufiar y con el valor de t obtenido ir a la ecuacion de la parabola no? Entiendo

23 Abril, 2017, 09:29 pm
Respuesta #11

Ignacio Larrosa

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Jode... Vaya tela. Ok osea q parametrizacion....
Bueno muchas gracias por las respuestas.
Preguntare en algun tema mas indicado igual, a ver si lo saco.

Veamos .... hallemos la distancia recorrida desde/hasta el vértice de la parábola. Si el trayecto real no termina/empieza en el vértice, tendrás que hallar dos valores y sumarlos o restarlos según que el proyectil pase o no por el vértice.

lo primero que necesitamos es la ecuación de la parábola. Poco nos importa donde esta situado el vértice o que orientación tiene la parábola, pues esto no cambia las longitudes. Por tanto, vamos a considerar la parábola \( y = kx^2 \) y hallar la distancia a lo largo de la parábola desde el vértice \( (0, 0)\textrm{ al punto }(d, kd^2) \). En tu caso, sería \( y = 300x^2 \).

La longitud de una curva \( y = f(x)\textrm{ entre }x = a\textrm{ y }x = b \) se calcula como:

\( L=\displaystyle\int_{a}^{b}\sqrt[ ]{1 + \left(f'(x)\right)^2}\,dx \)

En nuestro caso, la distancia de \( (0, 0)\textrm{ a }(d, kd^2) \) será:

\( L(d) = \displaystyle\int_{0}^{d}\sqrt[ ]{1 + \left(2kx\right)^2}\,dx= \displaystyle\int_{0}^{d}\sqrt[ ]{1 + 4k^2x^2}\,dx \)

Hagamos el cambio \( 2kx = \senh t \). También puede hacerse si desconoces las funciones hiperbólicas el cambio \( 2kx = \tg t \), pero es más largo y el resultado es menos compacto. Tenemos que

\( dx = \dfrac{1}{2k}\cosh t\,dt \)

\( \sqrt[ ]{1 + \left(2kx\right)^2}= \sqrt[ ]{1 + \senh^2 t} = \cosh t \)

\( 0 = \senh 0, \;\;d' = \textrm{arcsenh} (2kd) \)

\( L(d) = \dfrac{1}{2k}\displaystyle\int_{0}^{d'}\cosh^2\,dt =  \dfrac{1}{2k}\displaystyle\int_{0}^{d'} \dfrac{1}{2}\left(1+\cosh(2t)\right)\,dt= \dfrac{1}{4k}\displaystyle\int_{0}^{d'} 1+\cosh(2t)\,dt \)

\( L(d) = \dfrac{1}{4k}  \left |{t + \dfrac{1}{2} \senh(2t)}\right | _0^{d'} = \dfrac{1}{4k}\left(d' + \dfrac{1}{2}\senh(2d')\right) = \dfrac{1}{4k}\left(\textrm{arcsenh}(2kd) + 2kd\sqrt[ ]{4k^2d^2 + 1}\right) \)

En tu caso, para hallar la distancia desde el punto de disparo hasta el vértice, debemos tomar d = 1, k = 300 y

\( L(1) = \dfrac{1}{1200}\left(\textrm{arcsenh}(600) + 600\sqrt[ ]{360001}\right)\approx{}300.006325 \)

Poco más, como te decía, de lo que supone sustituir la parábola por dos segmentos rectilíneos.

Para hallar la distancia entre dos puntos, distintos del vértice, hallas la distancia de cada uno de ellos al vértice y las sumas o restas según corresponda.


Saludos,




Daría todo lo que se por la mitad de lo que ignoro (R. Descartes)
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23 Abril, 2017, 09:39 pm
Respuesta #12

Ignacio Larrosa

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Había olvidado que tu problema era el inverso. Conoces L y quieres averiguar el punto de la parábola. Pues tienes que resolver numéricamente la ecuación para calcular d a partir de la longitud L(d) que conoces. Ese valor de d es la distancia horizontal del vértice al punto en cuestión. Es necesario que calcules primero la distancia a lo largo de la trayectoria desde el punto de disparo al vértice. En cualquier caso, debes tomar el valor absoluto de la diferencia entre la distancia recorrida que tienes y la distancia al vértice, para obtener la distancia horizontal al vértice, a un lado u otro según corresponda.

Saludos,
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