aud20004-2025-1

ayudantia-03

viernes 28 marzo 2025

resumen

vectores

un vector es un objeto geométrico que representa una dirección y un sentido dentro de un sistema de coordenadas. En general se representa como una flecha.

el vector de dos dimensiones $\vec{V}$ de coordenadas $(V_x, V_y)$ se grafica de la siguiente manera:

modulo, magnitud o amplitud de un vector $||\vec{V}||$

el módulo o amplitud de un vector nos dice su tamaño.

\[||\vec{V}|| = \sqrt{V_x^2 + V_y^2}\]

componentes de un vector

teniendo el ángulo de un vector y su magnitud es posible calcular las componentes del vector utilizando trigonometría.

\[\vec{F} = (F \cdot cos(\alpha), F \cdot sen(\alpha))\]

vector aceleración constante en el tiempo

\[\vec{a}(t) = (a_x, a_y) \ [m/s^2]\]

vector velocidad en el tiempo

\[\vec{v}(t) = \vec{v_0} + \vec{a} \cdot t\]

vector pósición en el tiempo

\[\vec{x}(t) = \vec{x_0} + \vec{v_0} \cdot t + \frac{1}{2} \vec{a} \cdot t^2\]

dinámica en 2D

segunda ley de Newton vectorial

\[\vec{F} = m \cdot \vec{a}\]

fuerza normal

Es la fuerza que impide que los cuerpos se hundan en la superficie en que están sostenidos. Aparece por consecuencia de la tercera ley de newton (acción y reacción).

En una superficie plana, la fuerza normal es igual a la fuerza peso del cuerpo.

\[\vec{N} = \vec{W}\]

Si estamos en un plano inclinado, la normal es igual a la componente del “vector peso”, perpendicular a la superficie de contacto.

\[\vec{N} = \vec{W_y}\]

fuerza de roce estático y dinámico

la fuerza de roce $F_r$ es una fuerza que se opone al movimiento de los cuerpos. Es igual a un porcentaje de la fuerza normal. este porcentaje se le conoce como coeficiente de roce y suele escribirse con la letra $\mu$.

\[\vec{F_r} = \mu \cdot \vec{N}\]

la fuerza de roce cambia si el cuerpo está estático o ya está en movimiento. el coeficiente de roce estático $\mu_e$ suele ser mayor que el coeficiente de roce dinámico $\mu_d$.

ejercicio-01

en un plano inclinado de $30°$ se abandona un cuerpo que empieza a caer lentamente. el coeficiente de rozamiento entre el plano y el objeto es de $\mu = 0.2$.

calcule la aceleración del cuerpo.

ejercicio-02

en un plano inclinado de $20°$ se abandona una caja de masa $500[g]$. el coeficiente de rozamiento entre el plano y la caja es de $\mu = 0.1$.

ejercicio-03

en un plano inclinado de $45°$ se abandona una caja de masa $1200[g]$. el coeficiente de rozamiento entre el plano y la caja es de $\mu = 0.25$.