Autor Tema: Interpretación de gráfica MRUV

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28 Julio, 2025, 03:40 am
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ferbad

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Hola amigos podrían ayudarme con el siguiente ejercicio. Muchas gracias

El desarrollo del movimiento de un automóvil sobre un camino recto, viene representado por la gráfica de la velocidad en función del tiempo v = f ( t ) que se muestra. A partir de la misma proceda a graficar: a) a la aceleración en función del tiempo. b) a la posición en función del tiempo. c) calcular el valor de la aceleración para t = 6 s. d) determinar la distancia recorrida por la partícula en los intervalos de tiempo (0; 6) s y (0; 9) s.



Yo quise dividirlo en 4 tramos

tramo1=(0,3)
tramo2=(3,5)
tramo3=(5,7)
tramo4=(7,9)

Y calculé sus respectivas aceleraciones

\(
  a1 = 2,67 m/s^2 \\
  a2= 0 m/s^2 \\
  a3= -4 m/s^2 \\
  a4= -4 m/s^2 \\
  \)

 

28 Julio, 2025, 04:54 am
Respuesta #1

Richard R Richard

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Hola amigos podrían ayudarme con el siguiente ejercicio. Muchas gracias

El desarrollo del movimiento de un automóvil sobre un camino recto, viene representado por la gráfica de la velocidad en función del tiempo v = f ( t ) que se muestra. A partir de la misma proceda a graficar: a) a la aceleración en función del tiempo. b) a la posición en función del tiempo. c) calcular el valor de la aceleración para t = 6 s. d) determinar la distancia recorrida por la partícula en los intervalos de tiempo (0; 6) s y (0; 9) s.



Yo quise dividirlo en 5 tramos

tramo1=(0,3)
tramo2=(3,5)
tramo3=(5,6)
tramo4=(6,7)
tramo5=(7,9)

Y calculé sus respectivas aceleraciones

\(
  a1 = 2,67 m/s^2 \\
  a2= 0 m/s^2 \\
  a3= -4 m/s^2 \\
  a4= -4 m/s^2 \\
  a5=  -4m/s^2
 \)

 
parte 1
Puedes resumir todo en 3 tramos, ya que los tramos 3,4,5 están sometidos a la misma aceleración, lo que has escrito esta bien, tienes que graficar 3 segmentos de aceleración constante, uno de 2.66 entre 0 y 3, otro de 0 entre 3 y 5 ,y uno de -4 entre 5 y 9 segundos.

parte 2 la gráfica de la posición  con aceleracion constante como es este caso es una parábola para el primer y el  tercer tramo , y es una recta ascendente para el segundo... sabes como calcularlas?

la parte 3  ya la has calculado previamente es $$-4m/s^2$$


la parte 4 , se trata e integrar el área bajo la curva de la velocidad entre los tiempos 0 y 6 s (3 funciones ) , y luego entre 0 y 9 las mismas funciones con el último intervalo  de integración es mayor en tiempo , pero ojo!! te dará una distancia menor si no tienes en cuenta que luego de que la velocidad se hace nula, el vehículo retrocede, entonces  lo que hace retrocediendo también es distancia recorrida, que es diferente del desplazamiento total que es lo que te devuelve la integral. 


La distancia siempre es un valor positivo,  el desplazamiento puede que no, la distancia se calcula sumando los valores absolutos de desplazamiento para los tramos en que la velocidad mantiene el mismo signo.
Ejemplo , si vas a la luna recorres 384000 km, si vuelves recorres otros 384000 km, la distancia recorrida es la suma 768000 km, pero el desplazamiento es nulo, ya que fuiste y volviste , la diferencia de coordenadas entre el punto final y el inicial es el desplazamiento y es nulo.
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

28 Julio, 2025, 05:32 am
Respuesta #2

ferbad

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Gracias Richard decidí quedarme con 4 tramos

Tramo 1 (0,3)
\(
  xf= 1/2 * 2,67 * 3^2 = 12 m
 \)

Tramo 2 (3,5)
\(
  xf= 12 + 8*2 = 28m
 \)

Tramo 3 (3,5)
\(
  xf= 28+ 8*2 + 1/2 * -4 * 2^2 = 36
 \)

Tramo 4 (7,9)
\(
  xf= 36 +1/2* -4 * 2^2 \\
  xf= 28
 \)

El problema que se me plantea si tomo el intervalo 5 y 9 es que

\(
  xf = 28 + 8* 4 - 0,5 * -4 * 4^2 \\
  xf= 28 + 0 = 28
 \)


No me convendría mejor separarlo en 4 así me sale mejor la gráfica y para sacar la distancia recorrida de (0,6)
 tendría que calcular la distancia recorrida en el tramo (5,6) ?
Podría hacerlo con fórmulas porque no se integrar bien el área bajo una curva

28 Julio, 2025, 12:36 pm
Respuesta #3

Richard R Richard

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Hola , la distancia más lejana al punto de inicio se obtiene para el instante que la velocidad es nula ,t=7, luego de eso el vehículo  regresa, también sumará distancia hasta t=9,
Una cosa es graficar la función  posición respecto del tiempo y otra la función  distancia,  eso es lo que tienes que diferenciar.
La función posición es el resultado  directo de la integral bajo la curva, en cambio la distancia es la integral del valor absoluto del área bajo la curva.
Si quieres puedes dividir en más partes el intervalo, no hay problema  en ello, son relevantes aquellos puntos donde la aceleración  cambia, y para evaluar la distancia los puntos donde la velocidad  cambia de sentido.
Entre 0 y 3 tienes un MRUA
Entre 3 y 5 tienes un MRU
Entre 5 y 7 tienes un MRUA con velocidad  positiva
Entre 7 y 9 tienes el mismo MRUA anterior  pero ahora la velocidad es negativa.

En este último tramo la posición se reduce vuelve a 28 pero la distancia recorrida total sigue aumentando. Es 36 mas los 8 qué regresa dando 44 la distancia que se movio en total.
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

28 Julio, 2025, 01:24 pm
Respuesta #4

ani_pascual

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Hola:
... decidí quedarme con 4 tramos

Tramo 1 (0,3)
\(
  xf= 1/2 * 2,67 * 3^2 = 12 m
 \)

Tramo 2 (3,5)
\(
  xf= 12 + 8*2 = 28m
 \)

Tramo 3 (3,5)
\(
  xf= 28+ 8*2 + 1/2 * -4 * 2^2 = 36
 \)

Tramo 4 (7,9)
\(
  xf= 36 +1/2* -4 * 2^2 \\
  xf= 28
 \)

El problema que se me plantea si tomo el intervalo 5 y 9 es que

\(
  xf = 28 + 8* 4 - 0,5 * -4 * 4^2 \\
  xf= 28 + 0 = 28
 \)


No me convendría mejor separarlo en 4 así me sale mejor la gráfica y para sacar la distancia recorrida de (0,6)
 tendría que calcular la distancia recorrida en el tramo (5,6) ?
Podría hacerlo con fórmulas porque no se integrar bien el área bajo una curva
Con permiso de Richard R Richard ... ;D
Lo que calculas son posiciones, y observo que supones que la posición inicial es \( x_0=0 \).
Las distancias recorridas, por tramos, son:
\(
s= 12\, m \mbox{ en } [0,3]\\
s= 28-12=16\, m \mbox{ en } [3,5]\\
s= 36-28=8\, m \mbox{ en } [5,7]\\
s= |28-36|=8\, m \mbox{ en } [7,9] \).
Así la respuesta al apartado d) sería
\( s=x(6)-x(0)=34-0=\boxed{34\, m} \mbox{ en } [0,6] \) y \( s=x(7)-x(0)+|x(9)-x(7)|=36-0+|28-36|=\boxed{44\, m} \mbox{ en } [0,9] \).
Si no te sale la gráfica de la posición, \( x-t \), lo indicas y se sube...
Gráfica añadida
Se tiene
\( v(t)=\left\{\begin{array}{lcr}\dfrac{8t}{3}&;&0\leq t<3\\8&;&3\leq t<5\\8-4(t-5)&;&5\leq t\leq 9\end{array}\right. \).
Como es \( v=\dfrac{dx}{dt} \), integrando, se obtiene
\( x(t)=\left\{\begin{array}{lcr}x_0+\dfrac{4t^2}{3}&;&0\leq t<3\\x_0+12+8(t-3)&;&3\leq t<5\\x_0+28+8(t-5)-2(t-5)^2&;&5\leq t\leq 9\end{array}\right. \).
Si la posición inicial es \( x_0=0 \), entonces quedaría:
\( x(t)=\left\{\begin{array}{lcr}\dfrac{4t^2}{3}&;&0\leq t<3\\12+8(t-3)&;&3\leq t<5\\28+8(t-5)-2(t-5)^2&;&5\leq t\leq 9\end{array}\right. \).


Supongo que no tendrás problemas para la gráfica aceleración-tiempo...
[cerrar]
;)
Saludos


28 Julio, 2025, 04:00 pm
Respuesta #5

Richard R Richard

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Con permiso de Richard R Richard ... ;D
 ;)
Saludos
Un lujo!!! :aplauso: :aplauso: :aplauso:
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

29 Julio, 2025, 04:40 am
Respuesta #6

ferbad

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Muchas gracias a ambos