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El desplazamiento en función del tiempo de una masa de 1?

El desplazamiento en función del tiempo de una masa de 1. 50 kg en un resorte está dado por la ecuación x(t) = (7. 40 cm)cos[(4. 16s−1)t − 2. 42]. Calcule a) el tiempo que tarda una vibración completa ; b) la constante de fuerza del resorte ; c) la rapidez máxima de la masa ; d) la fuerza máxima que actúa sobre la masa ; e) la posición, rapidez y aceleración de la masa en t = 1. 00 s ; f ) y la fuerza que actúa sobre la masa en ese momento.

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En resumen

La ecuación general del MAS es : x = A cos(ω t + Ф), con ω = 2 π / T, siendo T el período a) Se pide por el período : 2 π / = 4, 16 rad / s ; T = 1, 51 s b) Se sabe que ω² = k / m ; k = 1, 50 kg (4, 16 rad / s)² = 26 N / m c) La rapidez máxima es V = A ω = 7, 40 cm .

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Mejor respuesta

Jadiel1
9

La ecuación general del MAS es :

x = A cos(ω t + Ф), con ω = 2 π / T, siendo T el período

a) Se pide por el período : 2 π / = 4, 16 rad / s ; T = 1, 51 s

b) Se sabe que ω² = k / m ; k = 1, 50 kg (4, 16 rad / s)² = 26 N / m

c) La rapidez máxima es V = A ω = 7, 40 cm .

4, 16 rad / s = 30, 78 cm / s

d) Necesitamos la aceleración máxima :

a = A ω² = 7, 4 .

4, 16² = 128 cm / s² = 1, 28 m / s²

F = m a = 1, 5 kg .

1, 28 m / s² = 1, 92 N

d) x = 7, 4 cos(4, 26 .

1, 00 - 2, 42) = - 1, 97 cm (calculadora en radianes)

La velocidad es la derivada de la posición :

v = - 7, 4 .

4, 16 sen(4, 16 t - 2, 42) ; para t = 1 s

v = - 7, 4 .

4, 16 sen(4, 16 .

1, 00 - 2, 42) = - 30, 3 cm / s

La aceleración es la derivada de la velocidad.

A = - 7, 4 .

4, 16² cos(4, 16 t - 2, 42)

a = - 7, 4 .

4, 16² cos(4, 16 .

1, 00 - 2, 42) = - 21, 56 cm / s²

F = - 1, 5 kg .

0, 2156 m / s² = - 0, 323 N

Saludos Herminio.