Un punto material se mueve en el plano OXY con una velocidad cuyas componentes cartesianas son vx = ct2, vy = bt. Determinar la trayectoria y las componentes tangenciales y normal de la aceleración, sabiendo que inicialmente se encuentra en el origen de coordenadas Sol:x2=8c2y3/9b3 at=2c2t2+b2 /raiz(c2t2+b2) an=bct / raiz(c2t2+b2)
Las componentes por e y de la velocidad son Vx=dx/dt=c*t^2 Vy=dy/dt=b*t Integrando podemos saber las posiciones en función de la velocidad dx/dt=c*t^2 dx=c*t^2*dt Int[dx]=Int[c*t^2*dt] x-xo=c*t^3/3 Como xo=0 x=(1/3)*c*t^3 En el eje Y, con yo=0 dy/dt=b*t dy=b*t*dt Int[dy]=Int[b*t*dt] y-yo=b*t^2/2 y=(1/2)*b*t^2 Es decir, la posición es x=(1/3)*c*t^3 y=(1/2)*b*t^2 Para sacar la pocisción no hemos más que relacionar x con y eliminando el tiempo Elevando x al cuadrado e y al cubo x^2=(1/9)*c^2*t^6-->t^6=9*x^2/c^2 y^3=(1/8)*b^3*t^6-->t^6=8*y^3/b^3 9*x^2/c^2=8*y^3/b^3 Luego la trayectoria viene dada por x^2=8*c^2*y^3/(9*b^3) Para sacar la aceleración tangencial, derivamos el módulo de la velocidad at=d|V|/dt |V|=raiz[Vx^2+Vy^2] |V|=raiz[c^2*t^4+b^2*t^2] Derivando at=[4*c^2*t^3+2*b^2*t]/2raiz[c^2*t^4+b^2*t^2] at=2*t*[2*c^2*t^2+b^2]/2*t*raiz[c^2*t^2+b^2] at=[2*c^2*t^2+b^2]/raiz[c^2*t^2+b^2] Para sacar la aceleración normal, primero sacamos la aceleración total en vector y módulo ax=dVx/dt=2*c*t ay=dVy/dt=b Luego el módulo de a es |a|=raiz[ax^2+ay^2] |a|=raiz[4*c^2*t^2+b^2] Y como |a|=at^2+an^2 an=raiz[|a|^2-at^2] an=raiz[4*c^2*t^2+b^2-(2*c^2*t^2+b^2)^2/(c^2*t^2+b^2)] an=raiz[((4c^2t^2)(c^2t^2+b^2)-(2c^2t^2+b^2)^2)/(c^2t^2+b^2)] an=raiz[(4c^4t^4+4b^2c^2t^2+b^2c^2t^2+b^4-4c^4t^4-4b^2c^2t^2-b^4)/(c^2t^2+b^2)] an=raiz[b^2c^2t^2/(c^2t^2+b^2)] Luego an=b*c*t/raiz[c^2*t^2+b^2] Puede haber alguna errata en el desarrollo debido a la dificultad de introducir notación matemática.