Math Problem Statement

Una rueda de bicicleta gira con una magnitud de velocidad angular inicial de 23.4 rad/s experimentando una aceleración angular cuya magnitud es de 6 rad/s² que dura 11segundos, calcular: a) ¿Qué magnitud de desplazamiento angular tiene a los 11 segundos?, b) ¿Qué magnitud de velocidad angular lleva a los 11 segundos? (Rta.620 rad y 89.4 rad/s)

Solution

Vamos a resolver el problema paso a paso, utilizando las ecuaciones del movimiento angular uniformemente acelerado.

Datos:

  • Velocidad angular inicial (ω0\omega_0) = 23.4 rad/s
  • Aceleración angular (α\alpha) = 6 rad/s²
  • Tiempo (tt) = 11 s

a) Magnitud de desplazamiento angular a los 11 segundos (θ\theta):

Usamos la siguiente ecuación del movimiento angular uniformemente acelerado: θ=ω0t+12αt2\theta = \omega_0 t + \frac{1}{2} \alpha t^2

Sustituyendo los valores: θ=(23.4rad/s)(11s)+12(6rad/s2)(11s)2\theta = (23.4 \, \text{rad/s}) (11 \, \text{s}) + \frac{1}{2} (6 \, \text{rad/s}^2) (11 \, \text{s})^2 θ=257.4rad+12(6)(121)\theta = 257.4 \, \text{rad} + \frac{1}{2} (6) (121) θ=257.4rad+363rad\theta = 257.4 \, \text{rad} + 363 \, \text{rad} θ=620.4rad\theta = 620.4 \, \text{rad}

Por lo tanto, el desplazamiento angular es aproximadamente: 620rad\boxed{620 \, \text{rad}}

b) Magnitud de velocidad angular a los 11 segundos (ω\omega):

Usamos la siguiente ecuación: ω=ω0+αt\omega = \omega_0 + \alpha t

Sustituyendo los valores: ω=23.4rad/s+(6rad/s2)(11s)\omega = 23.4 \, \text{rad/s} + (6 \, \text{rad/s}^2) (11 \, \text{s}) ω=23.4rad/s+66rad/s\omega = 23.4 \, \text{rad/s} + 66 \, \text{rad/s} ω=89.4rad/s\omega = 89.4 \, \text{rad/s}

Por lo tanto, la velocidad angular a los 11 segundos es: 89.4rad/s\boxed{89.4 \, \text{rad/s}}

Ambas respuestas coinciden con las proporcionadas en el enunciado del problema.


¿Te gustaría más detalles o tienes alguna pregunta?

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Tip:

Recuerda que en el movimiento angular uniformemente acelerado, las ecuaciones son muy similares a las del movimiento lineal, solo que se aplican a las magnitudes angulares.

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Angular motion
Kinematics
Angular velocity
Angular acceleration

Formulas

θ = ω₀t + ½αt² (displacement formula for uniformly accelerated angular motion)
ω = ω₀ + αt (angular velocity formula for uniformly accelerated angular motion)

Theorems

Uniformly accelerated motion equations in angular kinematics

Suitable Grade Level

Grades 11-12 (Physics - Advanced Kinematics)