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un punto se mueve por una circunferencia de 12 metros de radio. su velocidad tiene un módulo variable con el tiempo según la

Problemas

Un punto se mueve por una circunferencia de 12 metros de radio. Su velocidad tiene un módulo variable con el tiempo según la expresión v=5t+2 . ¿Cuánto valdrá el módulo de su aceleración para t=2s ? a) 3m//s^(2) b) 5m//s^(2) c) 10m//s^(2) d) 13m//s^(2) e) 15m//s^(2)

Roztwór

Ana professionell · Tutor durante 6 años
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4.3 (167 Votos)

Respuesta

d) 13 m/s^2

Explicación

Para resolver este problema, necesitamos usar conceptos de cinemática circular. La pregunta nos pide calcular el módulo de la aceleración de un punto que se mueve a lo largo de una circunferencia, con una velocidad cuyo módulo varía en función del tiempo, según la fórmula .La aceleración en movimiento circular se puede dividir en dos componentes: la aceleración tangencial y la aceleración centrípeta. La aceleración tangencial es la derivada de la velocidad respecto al tiempo, y la aceleración centrípeta es la que mantiene al objeto en una trayectoria circular, calculada como , donde es la velocidad y es el radio de la circunferencia.1. **Cálculo de la aceleración tangencial**: La aceleración tangencial ( ) es la derivada de la velocidad respecto al tiempo. Dado , la aceleración tangencial será la derivada de esta expresión respecto a , que es m/s^2.2. **Cálculo de la aceleración centrípeta**: Para segundos, primero encontramos la velocidad: \(v = 5(2) + 2 = 12\) m/s. El radio de la circunferencia es metros. La aceleración centrípeta ( ) se calcula como , lo que resulta en m/s^2.3. **Cálculo de la aceleración total**: La aceleración total es la suma vectorial de la aceleración tangencial y la aceleración centrípeta. Sin embargo, como estas aceleraciones son perpendiculares entre sí en el movimiento circular, podemos encontrar la magnitud de la aceleración total usando el teorema de Pitágoras: . Sustituyendo los valores obtenidos, tenemos m/s^2.Por lo tanto, la respuesta correcta es d) 13 m/s^2.