Yaser
Una estudiante vuelve a casa en bicicleta desde su clase de física para recoger su libro de física y luego regresa a clase. Tarda 21,0 min en hacer el trayecto de 12,2 km a casa y 13,0 min en volver a clase. (a) Calcula la velocidad media de la estudiante en el trayecto de ida y vuelta (de la clase a casa y de vuelta a la clase). (b) Calcula su rapidez media para el trayecto desde el aula hasta su casa. (c) Calcula la rapidez media de la chica en el trayecto de vuelta a casa. (d) Calcula su rapidez media en el viaje de ida y vuelta. Gracias.
a)
Establece un sistema de referencia, con origen de coordenadas en el aula de clase, con eje OX con dirección y sentido positivo hacia la casa de la estudiante.
Si consideras el "viaje redondo": aula-casa-clase, observa que el desplazamiento neto es nulo, ya que la posiión inicial (xi = 0) coincide con su posición final (xf = 0), por lo tienes que la velocidad media de la estudiante es nula.
b)
Observa que si consideras el "tramo de ida": aula-casa, tienes:
- que la posición inicial es xi = 0, que la posición fnal es: xf = 12,2 Km = 12200 m, que el desplazamiento es: Δx = 12200 - 0 = +12200 m, y que el intervalo de tiempo es: Δt = 21 min = 21*60 = 1220 s, por lo que la velocidad media en este tramo queda expresada:
vm = Δx/Δt = +(12200 m)/(1220 s) = +10 m/s,
y que su rapidez media es:
|V|m = 10 m/s.
c)
Observa que si consideras el "tramo de regreso": casa-aula, tienes:
- que la posición inicial es xi = 12200 m, que la posición fnal es: xf = 0, que el desplazamiento es: Δx = 0 - 12200 = -12200 m, y que el intervalo de tiempo es: Δt = 13 min = 13*60 = 780 s, por lo que la velocidad media en este tramo queda expresada:
vm = Δx/Δt = -(12200 m)/(780 s) = -610/39 m/s ≅ -15,641 m/s,
y que su rapidez media es:
|V|m = 610/39 m/s ≅ -15,641 m/s.
d)
Planteas la expresión de la distancia total recorrida por la estudiante, y queda:
d = 12200 + 12200 = 24400 m.
Planteas la expresión del intervalo de tiempo total empleado, y queda:
Δt = 21 + 13 = 34 min = 34*60 = 2040 s.
Luego, planteas la expresión de la rapidez media total, y queda:
|V|m = d/Δt = (24400 m)/(2040 s) = 610/51 m/s ≅ 11,961 m/s.
Espero haberte ayudado.