Página 23 - Libro de Física de Tercero de Bachillerato
Movimiento en dos dimensiones
Resolución Página 23 - Libro de Física de Tercero de Bachillerato
Ubica el vector (por ejemplo, la velocidad) como si estuviera dibujado en un plano cartesiano: derecha es x positiva, izquierda es x negativa, arriba es y positiva, abajo es y negativa. El IV cuadrante es (x>0, y<0).
Análisis: El “cuarto cuadrante” (IV) corresponde a un vector con componente en x positiva y componente en y negativa: ( + , − ).
Resolución: En los esquemas, en la Posición C el vector velocidad (flecha azul) apunta hacia abajo y hacia la derecha, es decir, x > 0 y y < 0.
Respuesta final: Posición C.
Si el objeto va “acelerado” (aumenta rapidez) sin cambiar de trayectoria en ese instante, la aceleración tangencial apunta en el mismo sentido que la velocidad.
Análisis: “Misma dirección y sentido” significa que v y a son paralelos y apuntan hacia el mismo lado. Esto ocurre cuando el móvil aumenta su rapidez en la misma dirección en que se mueve (estado acelerado).
Resolución: En la Posición A se indica “Estado acelerado” y las flechas de velocidad (azul) y aceleración (verde) apuntan en el mismo sentido a lo largo del tramo.
Respuesta final: Posición A.
Cuando un móvil se mueve en línea recta y está frenando, la aceleración apunta en sentido opuesto a la velocidad.
Análisis: “Misma dirección, pero sentido contrario” significa que v y a son colineales, pero una flecha apunta al lado opuesto de la otra. Eso corresponde a un estado desacelerado (disminuye la rapidez) en un tramo recto.
Resolución: En la Posición D se muestra “Estado desacelerado” con v (azul) hacia la izquierda y a (verde) hacia la derecha, sobre la misma línea.
Respuesta final: Posición D.
Busca la situación en la que el carrito esté girando: allí la velocidad es tangente a la curva y la aceleración apunta hacia el centro de curvatura, por eso son perpendiculares.
Análisis: Si v ⟂ a, la aceleración no cambia la rapidez instantánea, sino principalmente la dirección (aceleración centrípeta).
Resolución: En la Posición C aparece “Estado cambio de dirección”: la velocidad (azul) es vertical hacia abajo y la aceleración (verde) es horizontal hacia la izquierda, formando 90°.
Respuesta final: Posición C.
Identifica el signo de cada componente mirando hacia dónde apunta la flecha verde: izquierda → x negativa, derecha → x positiva; arriba → y positiva, abajo → y negativa. Luego elige la opción con esos signos.
Análisis: Se pide expresar a en componentes i (x) y j (y), según el sentido de la flecha verde en la Posición A.
Resolución: En la Posición A, la aceleración (verde) apunta hacia abajo y hacia la izquierda.
Eso implica: componente en x negativa (−i) y componente en y negativa (−j).
Respuesta final: \(\vec{a} = -a_x\,\hat{i} - a_x\,\hat{j}\), es decir, la opción \(\vec{a} = -ax i - ax j\).
Separa la flecha azul en “lo horizontal” (x) y “lo vertical” (y). Si apunta a la derecha, x es +; si apunta hacia abajo, y es −. Escoge la opción que coincida.
Análisis: Se pide expresar v en componentes i (x) y j (y), según el sentido de la flecha azul en la Posición A.
Resolución: En la Posición A, la velocidad (azul) apunta hacia abajo y hacia la derecha.
Eso implica: componente en x positiva (+i) y componente en y negativa (−j).
Respuesta final: \(\vec{v} = v_x\,\hat{i} - v_x\,\hat{j}\), es decir, la opción \(\vec{v} = Vx i - Vx j\).
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2. Analizo el movimiento del carrito de juguete y selecciono la o las respuestas correctas.
¿En qué posición se encuentra en el cuarto cuadrante?
| Posición A | Posición B | Posición C | Posición D |
¿En qué posición la velocidad y la aceleración poseen la misma dirección y sentido?
| Posición A | Posición B | Posición C | Posición D |
¿En qué posición la velocidad y la aceleración poseen la misma dirección, pero sentido contrario?
| Posición A | Posición B | Posición C | Posición D |
¿En qué posición la aceleración y la velocidad son perpendiculares?
| Posición A | Posición B | Posición C | Posición D |
¿Cuál de las siguientes opciones representa la aceleración del juguete en la posición A?
| $$a = ax\;i + ax\;j$$ | $$a = -ax\;i + ax\;j$$ | $$a = ax\;i - ax\;j$$ | $$a = -ax\;i - ax\;j$$ |
¿Cuál de las siguientes opciones representa la velocidad del juguete en la posición A?
| $$v = Vx\;i + Vx\;j$$ | $$v = -Vx\;i + Vx\;j$$ | $$v = Vx\;i - Vx\;j$$ | $$v = -Vx\;i - Vx\;j$$ |