Enunciado

dificultad
Dificultad f√°cil para los ejercicios de nivel avanzado

Si la ecuaci√≥n de trayectoria de un cuerpo es r‚Üí=t2i‚Üí-5¬†t¬†j‚Üí¬†-¬†2t2¬†¬∑¬†k‚Üí m, ¬ŅCu√°l es la fuerza que le obliga a moverse si su masa es de 4 kg?

Solución

Datos
Masa m = 4 kg

Ecuaci√≥n de posici√≥n: r‚Üí=t2i‚Üí-5¬†t¬†j‚Üí¬†-¬†2t2¬†¬∑¬†k‚Üí m
F?

Resolución
De acuerdo a la segunda ley de Newton:

‚ąĎF‚Üí¬†=¬†m¬∑a‚Üí

Conocemos la masa y sabemos que la aceleración instantánea es la derivada de la velocidad instantánea respecto al tiempo y la velocidad instantánea es la derivada del vector de posición respecto al tiempo.

a‚Üí=dv‚Üídt¬†‚čģ¬†¬†v‚Üí=dr‚Üídt

Derivando primero el vector de posición y luego el vector velocidad:

v=dt2·i-5t·j-2t2·kdt=2·t·i-5·j-4·t·ka=d2t·i-5j-4t·kdt=2·i-4·k

Sustituyendo en la expresión de la segunda ley:

‚ąĎF‚Üí=4¬†kg¬∑2¬∑i‚Üí¬†-¬†4¬∑¬†k‚Üí¬†¬†m/s‚áí‚ąĎF‚Üí=8¬∑i‚Üí¬†-¬†16¬∑¬†k‚Üí¬†N

Autor artículo
Sobre el autor
José L. Fernández es ingeniero de telecomunicaciones, profesor y curioso por naturaleza. Dedica su tiempo libre a escribir artículos para Fisicalab y a ayudar a Link a salvar Hyrule.

Fórmulas

Estas son las principales f√≥rmulas que debes conocer para resolver este ejercicio. Si no tienes claro su significado, te recomendamos que consultes la teor√≠a de los apartados relacionados. Adem√°s, en ellos encontrar√°s, bajo la pesta√Īa F√≥rmulas, los c√≥digos que te permitir√°n integrar estas f√≥rmulas en programas externos como por ejemplo Word o Mathematica.

Fórmulas
Apartados relacionados
a=limt0am=limt0v t=dvdt
F = m · a
v=limt0vm=limt0r t=drdt

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