Autor Tema: [Ejercicio] Caída Libre

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20 Mayo, 2008, 02:34 pm
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hernanlp83

  • Visitante
Que tal gente, hoy  me acuchillaron con este ejercicio sobre el ascensor que dice asi:

Un ascensor de P=160kg se encuentra en reposo, en un instante empieza a ascender con una aceleración hacia arriba de \( 0.5\displaystyle\frac{m}{s^2} \). De repente a los 12 segundos de subir se le corta el cable y empieza a caer.

1) Cuanto tarda en caer al piso desde que partio.

Nosotros vimos hasta ahora ejercicios de Estatica que seria un caso particular de la Dinámica donde la suma de fuerzas es 0.
Con el sistema de referencia y>0 considere lo siguiente:

SUBIDA
\( y_0=0m,  t_0=0s  a=0.5\displaystyle\frac{m}{s^2}  ,v_0=0\displaystyle\frac{m}{s} \)
Calculo cuanto subio
\( y(12)=0m+0.25\displaystyle\frac{m}{s^2}144s{^2}=72m \)
Calculo la velocidad a los 12s
\( v(12)=0.5\displaystyle\frac{m}{s^2}12s=6\displaystyle\frac{m}{s} \)

BAJADA
\( y_0=72m,t_0=12s, a=-10\displaystyle\frac{m}{s^2}, v_0=-6\displaystyle\frac{m}{s} \)
Calculo las raices de la función cuadrática
\( y(x)=72m-6\displaystyle\frac{m}{s}x-5\displaystyle\frac{m}{s^2}x^{2} \)

\( \displaystyle\frac{6-\sqrt[2 ]{36+1440}}{-10}=3.25s \)

TOTAL=12s+3.25s=15.25s

Bueno eso es lo que hice. No vimos ejercicios como para razonar y realizar la variación de la velocidad en el segundo 12 hasta que empieza a caer. Por eso lo hice asi. Sino habria que ver como decrecer el modulo de la velocidad hasta pasar por cero, lo mismo pasa con la aceleración que pasa de positiva a negativa.

Bueno espero me entiendan, un fuerte abrazo.

20 Mayo, 2008, 02:53 pm
Respuesta #1

escarabajo

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Hola..

La altura máxima a la que llega son 36m.

La ecuación para la altura en función del tiempo sería:

\( h(t)=\displaystyle\frac{1}{2}0.5 t^2 \)

Para la caída:

\( h(t)=-\displaystyle\frac{1}{2}gt^2-6t+36 \)

Cuando llega al piso, h(t)=0, lo que te da un tiempo de 4,3 s.

Creo que tu planteo está bien, pero tenés algún detalle en las cuentas.

Saludos.
"Escapar sólo no es interesante...minimo tienen que ser dos".

20 Mayo, 2008, 02:58 pm
Respuesta #2

hernanlp83

  • Visitante
Me equivoque en 2 cosas, una es en la ecuación primera, error evidente, no dividi la aceleración. Segundo error me equivoque (cosa que aca no) en considerar las velocidades iniciales en ambos casos como 0. grr

Muchas gracias.

Espero en el final no equivocarme en esto.

20 Mayo, 2008, 03:00 pm
Respuesta #3

escarabajo

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Segundo error me equivoque (cosa que aca no) en considerar las velocidades iniciales en ambos casos como 0.

Ojo, solo a la salida la velocidad inicial es cero(según letra sale del reposo).

Pero, cuando se rompe la cuerda, la velocidad inicial es la que llevaba en tal punto el momento que estaba subiendo, que es 6m/s.

Saludos.
"Escapar sólo no es interesante...minimo tienen que ser dos".

20 Mayo, 2008, 03:01 pm
Respuesta #4

aladan

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Hola
Creo que el planteamiento es correcto, siempre que no consideremos rozamientos en la bajada, por tanto se queda en un problema de cinemática exclusivamente.
Se te ha deslizado un error operativo en y(12), son 36, no 72 m., asi como también hay otro error operativo, con los números que tienes ahí, en el resultado del tiempo de bajada. El resultado que pones se parece más al correcto \( \approx{3,35 s} \).

Estaba escribiendo esto cuando ha entrado el mensaje de Quimey

Para la caída:

\( h(t)=-\displaystyle\frac{1}{2}gt^2-6t+36 \)

Cuando llega al piso, h(t)=0, lo que te da un tiempo de 4,3 s.

Creo que tu planteo está bien, pero tenés algún detalle en las cuentas.

Saludos.

Quimey, creo que esta ecuación no está bien, debe ser

\( h(t)=h_0+v_0t-\displaystyle\frac{gt^2}{2}=36+6t-5t^2 \)

Saludos
Siempre a vuestra disposición

20 Mayo, 2008, 03:04 pm
Respuesta #5

hernanlp83

  • Visitante
Es decir en t(12) aunque la aceleración varie de manera escalonada no tendria que alterar el signo de la v(12) ?

20 Mayo, 2008, 03:06 pm
Respuesta #6

hernanlp83

  • Visitante
Ojo, solo a la salida la velocidad inicial es cero(según letra sale del reposo).

Pero, cuando se rompe la cuerda, la velocidad inicial es la que llevaba en tal punto el momento que estaba subiendo, que es 6m/s.

Saludos.
[/quote]

Si, esa variación me quedo clara despues de escribir mi planteo y reveer el enunciado.

Un fuerte abrazo.

20 Mayo, 2008, 05:01 pm
Respuesta #7

Don Equis

  • Aprendiendo de a poco...
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A todo esto... ¿cómo podemos saber la altura a la que se encontraba el ascensor?
I believe a leaf of grass is no less than the journey-work of the stars.

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20 Mayo, 2008, 05:23 pm
Respuesta #8

aladan

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A todo esto... ¿cómo podemos saber la altura a la que se encontraba el ascensor?

Si la cuestión trata de donde partió al iniciar el movimiento descrito, de ninguna manera, ni falta que hace, dado que la pregunta es:


1) Cuanto tarda en caer al piso desde que partio.

Saludos
Siempre a vuestra disposición

20 Mayo, 2008, 05:57 pm
Respuesta #9

Don Equis

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A todo esto... ¿cómo podemos saber la altura a la que se encontraba el ascensor?

Si la cuestión trata de donde partió al iniciar el movimiento descrito, de ninguna manera, ni falta que hace, dado que la pregunta es:


1) Cuanto tarda en caer al piso desde que partio.

Saludos
Mmm... no, justamente la respuesta tiene que ir en función de la diferencia entre el suelo y la altura de partida.

Sería algo así (considerar el signo del eje vertical como el intuitivo):
\( x(t)=\begin{Bmatrix} h_0 + \displaystyle\frac{1}{2} a_0 t^2 & \mbox{ si }& t\leq{t_1}\\x(t_1) + v(t_1)t - \displaystyle\frac{1}{2} g t^2 & \mbox{si}& t>t_1\end{matrix} \)

Siendo \( h_0 =  \)altura inicial\( , a_0 = \displaystyle\frac{m}{2s^2}, t_1=12s \) y \( v(t)=\begin{Bmatrix} a_0 t & \mbox{ si }& t\leq{t_1}\\v(t_1) - gt & \mbox{si}& t>t_1\end{matrix} \)

Suponiendo que la altura del suelo sea 0, se tiene que hallar \( t/f(t)=0 \).
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