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1Fórmulas y métodos
Cinemática
Velocidad
v = v0 + a·t
Desplazamiento
s = v0·t + ½·a·t²
Sin el tiempo
v² = v0² + 2·a·s
Unidades
1 m/s = 3,6 km/h
Método
Anota lo que sabes: v₀, v, a, t y s, con unidades.
Elige la ecuación que contiene tus tres datos conocidos y la incógnita.
Elige un sentido positivo y da signo menos a las magnitudes en sentido contrario.
Resuelve y comprueba que la respuesta tiene sentido físico.
Leyes de Newton
Segunda ley
ΣF = m·a
Peso
W = m·g
Rozamiento dinámico
Ff = μ·N
En un plano inclinado
paralela: m·g·sin θ, normal: m·g·cos θ
Método
Dibuja un diagrama de cuerpo libre con todas las fuerzas sobre el cuerpo.
Elige un sentido positivo a lo largo del movimiento.
Descompón las fuerzas en componentes paralelas y perpendiculares al movimiento (en un plano inclinado: m·g·sin θ a lo largo del plano, m·g·cos θ contra el plano).
Aplica ΣF = m·a en la dirección del movimiento; el rozamiento es μ·N y se opone al movimiento.
Tiro parabólico
Componentes
vx = v0cos θ, vy = v0sin θ
Posición
x = vxt, y = h + vyt − ½gt²
Altura máxima
H = h + vy²/(2g)
Alcance (suelo horizontal)
R = v0²·sin 2θ/g
Método
Descompón la velocidad de lanzamiento en componentes: vx = v₀·cos θ y vy = v₀·sin θ.
El movimiento horizontal tiene velocidad constante; el vertical tiene aceleración −g.
Halla el tiempo de vuelo a partir del movimiento vertical.
Usa ese tiempo en el movimiento horizontal para hallar el alcance.
Movimiento circular
Aceleración centrípeta
a = v²/r = ω²·r
Fuerza centrípeta
F = m·v²/r
Velocidad angular
ω = v/r = 2π/T
Curva plana, rozamiento
vmax = √(μ·g·r)
Trabajo y energía
Energía cinética
Ek = ½mv²
Energía potencial
Ep = mgh
Balance de energía
Ek1 + Ep1 + W = Ek2 + Ep2 + losses
Trabajo de rozamiento
W = μ·N·d
Potencia
P = W/t
Cantidad de movimiento y choques
Cantidad de movimiento
p = m·v
Conservación
Σm·v (before) = Σm·v (after)
Choque perfectamente inelástico
v′ = (m1v1 + m2v2)/(m1 + m2)
Impulso
J = F·Δt = m·Δv
Método
Elige un sentido positivo y da a cada velocidad su signo.
Escribe la cantidad de movimiento total antes: Σm·v.
En un choque perfectamente inelástico los cuerpos se mueven juntos después; en uno elástico también se conserva la energía cinética.
Iguala la cantidad de movimiento antes y después y resuelve.
Rotación del sólido rígido
Momentos de inercia respecto a G
barra mL²/12, disco ½mR², anillo mR², esfera maciza (2/5)mR², esfera hueca (2/3)mR²
Teorema de Steiner
I = IG + m·d²
Radio de giro
I = m·k²
Barra respecto a su extremo
I = mL²/3
Ecuación del movimiento
ΣM = I·α
Velocidad en rad/s
ω = 2π·n/60
Energía cinética
E = ½·I·ω²
Trabajo y potencia
W = T·θ, P = T·ω
Rodadura sin deslizamiento
v = ω·r, E = ½mv²(1 + I/(mr²)), a = g·sin θ/(1 + I/(mr²))
Momento angular
L = I·ω, I1ω1 = I2ω2
Impacto respecto a un pivote
m·v·d = I·ω
Método
Elige el eje: un pivote fijo, o el centro de masa para cuerpos que ruedan.
Halla el momento de inercia respecto a ese eje a partir de los resultados estándar, usando I = IG + m·d² para un eje desplazado.
Elige el método: ΣM = I·α para aceleraciones y fuerzas, energía (½·I·ω² + ½·m·v² + m·g·h) para velocidades, momento angular para impactos y cambios bruscos.
Relaciona el movimiento lineal y el angular con v = ω·r y a = α·r, y convierte rpm a rad/s.
Engranajes y trenes de engranajes
Engranajes en contacto
n1·N1 = n2·N2
Par
T2 = T1·(N2/N1)·η
Potencia
P = T·ω, ω = 2π·n/60
Tren compuesto
relación total = producto de las relaciones de cada etapa
Muelles y péndulos
Masa en un muelle
T = 2π·√(m/k)
Péndulo
T = 2π·√(L/g)
Frecuencia angular
ω = √(k/m) = 2π/T
Velocidad y aceleración máximas
vmax = A·ω, amax = A·ω²
Energía
E = ½·k·A²
Vibraciones mecánicas
Frecuencia natural
ωn = √(k/m), fn = ωn/(2π)
A partir de la deflexión estática
ωn = √(g/δst)
Amortiguamiento crítico
cc = 2√(km) = 2mωn
Factor de amortiguamiento
ζ = c/cc
Frecuencia amortiguada
ωd = ωn√(1 − ζ²)
Decremento logarítmico
δ = (1/n)·ln(x0/xn), ζ = δ/√(4π² + δ²)
Muelles en paralelo
k = k1 + k2
Muelles en serie
1/k = 1/k1 + 1/k2
2Problemas de práctica
1.CinemáticaMedia
Un coche que circula a 27 m/s constantes, por encima del límite, adelanta a un coche de policía parado. En ese momento el coche de policía arranca y acelera uniformemente a 5 m/s². ¿Cuánto tarda el coche de policía en alcanzarlo? Halla t.
vcar = 27 m/sapolice = 5 m/s²v0,police = 0
t = s
2.CinemáticaDifícil
Se deja caer una piedra desde el reposo en un pozo. El chapoteo se oye 2,6 s después de soltar la piedra. La velocidad del sonido es 343 m/s; desprecia la resistencia del aire y usa g = 9,81 m/s². Halla la profundidad d del pozo.
ttotal = 2,6 svsound = 343 m/sg = 9,81 m/s²
d = m
3.Leyes de NewtonMedia
Se arrastra un trineo de 20 kg por nieve horizontal con una cuerda a 35° por encima de la horizontal y una fuerza de 200 N. El coeficiente de rozamiento dinámico es 0,2. Usa g = 9,81 m/s². Halla la aceleración a del trineo.
m = 20 kgF = 200 Nθ = 35°μ = 0,2g = 9,81 m/s²
a = m/s²
4.Leyes de NewtonDifícil
Se da un empujón a un bloque de modo que empieza a subir por una rampa de 25° con una velocidad de 9,5 m/s. El coeficiente de rozamiento dinámico es 0,1. Usa g = 9,81 m/s². ¿Qué distancia d recorre por la rampa antes de detenerse?
v₀ = 9,5 m/sθ = 25°μ = 0,1g = 9,81 m/s²
d = m
5.Tiro parabólicoMedia
Se lanza una pelota desde un terreno horizontal a 70° por encima de la horizontal y cae a 45 m. Desprecia la resistencia del aire y usa g = 9,81 m/s². Halla la velocidad de lanzamiento v0.
θ = 70°R = 45 mg = 9,81 m/s²
v0 = m/s
6.Tiro parabólicoDifícil
Se lanza una pelota a 16 m/s y 30° por encima de la horizontal desde lo alto de un acantilado de 10 m. Desprecia la resistencia del aire y usa g = 9,81 m/s². Halla la altura máxima H sobre el suelo al pie del acantilado.
v₀ = 16 m/sθ = 30°h = 10 mg = 9,81 m/s²
H = m
7.Movimiento circularMedia
Un coche toma una curva plana de 150 m de radio. El coeficiente de rozamiento estático entre los neumáticos y la carretera es 0,8. Usa g = 9,81 m/s². Halla la velocidad máxima vmax a la que el coche puede tomar la curva sin derrapar.
r = 150 mμs = 0,8g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
8.Movimiento circularDifícil
Se hace girar en una circunferencia vertical una bola de 1,3 kg atada a una cuerda de 1 m. En el punto más bajo se mueve a 3,5 m/s. Usa g = 9,81 m/s². Halla la tensión T de la cuerda en el punto más bajo.
m = 1,3 kgr = 1 mv = 3,5 m/sg = 9,81 m/s²
T = N
9.Trabajo y energíaMedia
Una bola de 5 kg cuelga de un hilo ligero de longitud 1,5 m. Se separa hasta que el hilo forma 90° con la vertical y se suelta desde el reposo. Halla la tensión T del hilo cuando la bola pasa por el punto más bajo.
m = 5 kgL = 1,5 mθ = 90°g = 9,81 m/s²
T = N
10.Trabajo y energíaDifícil
Se suelta desde el reposo un bloque de 2,5 kg a una altura de 5 m en una rampa lisa. Abajo cruza una franja horizontal rugosa de 2 m (μ = 0,25) y después choca contra un muelle (k = 800 N/m) sobre una superficie lisa. Halla la compresión máxima x del muelle.
m = 2,5 kgh = 5 mL = 2 mμ = 0,25k = 800 N/mg = 9,81 m/s²
x = cm
11.Cantidad de movimiento y choquesMedia
Un deslizador de 5 kg que se mueve a 9 m/s choca frontalmente, de forma perfectamente elástica, con un deslizador de 0,5 kg en reposo sobre un carril sin rozamiento. Halla la velocidad v′2 del segundo deslizador después del choque.
m1 = 5 kgm2 = 0,5 kgv1 = 9 m/sv2 = 0
v′2 = m/s
12.Cantidad de movimiento y choquesDifícil
En un cruce, un coche de 1500 kg que circula hacia el este a 19 m/s choca con un coche de 1300 kg que circula hacia el norte a 11 m/s. Los coches quedan unidos. Halla la velocidad v′ de los restos justo después del choque.
m1 = 1500 kgv1 = 19 m/s (E)m2 = 1300 kgv2 = 11 m/s (N)
v′ = m/s
13.Rotación del sólido rígidoMedia
Un volante de inercia con un momento de inercia de 30 kg·m² gira a 1800 rpm. Un freno aplica un par de rozamiento constante de 185 N·m. ¿Cuánto tiempo t tarda en detenerse?
I = 30 kg·m²n = 1800 rpmTb = 185 N·m
t = s
14.Rotación del sólido rígidoDifícil
Una persona está de pie sobre un plato giratorio sin rozamiento y sostiene una pesa de 6 kg en cada mano, a 0,8 m del eje. La persona y el plato solos tienen un momento de inercia de 1,5 kg·m² respecto al eje. Giran a 35 rpm y luego acercan las pesas hasta 0,25 m del eje. Trata las pesas como masas puntuales. Halla la nueva velocidad n2 en rpm.
Un motor de 5,5 kW que gira a 1450 rpm acciona un piñón de 12 dientes, que engrana con una rueda de 50 dientes. El par de engranajes tiene un rendimiento del 97 %. Halla el par T1 en el eje del motor.
P = 5,5 kWn1 = 1450 rpmN1 = 12N2 = 50η = 97%
T1 = N·m
16.Engranajes y trenes de engranajesDifícil
Una correa abierta conecta una polea de 160 mm y una polea de 315 mm cuyos centros están separados 600 mm. Halla el ángulo de contacto θ en la polea menor, en grados.
d1 = 160 mmd2 = 315 mmC = 600 mm
θ = °
17.Muelles y péndulosMedia
Un péndulo simple tiene una longitud de 1,9 m. Usa g = 9,81 m/s². Halla su periodo T para oscilaciones pequeñas.
L = 1,9 mg = 9,81 m/s²
T = s
18.Muelles y péndulosDifícil
Una masa de 2,5 kg unida a un muelle con k = 480 N/m se separa 6 cm de la posición de equilibrio y se suelta. Halla su aceleración máxima amax.
m = 2,5 kgk = 480 N/mA = 6 cm
amax = m/s²
19.Vibraciones mecánicasMedia
En un ensayo de vibración libre de un sistema masa–muelle amortiguado, a un pico de desplazamiento de 25 mm le sigue 2 ciclos después un pico de 11,7 mm. Halla el factor de amortiguamiento ζ.
x0 = 25 mmx2 = 11,7 mmn = 2
ζ =
20.Vibraciones mecánicasDifícil
Una masa de 25 kg cuelga de dos muelles unidos uno tras otro (en serie): el muelle superior tiene k₁ = 5 kN/m y el inferior k₂ = 20 kN/m. Desprecia el amortiguamiento y las masas de los muelles. Halla la frecuencia natural fn de vibración vertical en Hz.
m = 25 kgk1 = 5 kN/mk2 = 20 kN/m
fn = Hz
3Disoluciones
1.Cinemática
Respuesta: t = 10,8 s
Movimiento con aceleración constante: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² y v² = v₀² + 2·a·s. Elige la ecuación que contiene las tres magnitudes que conoces y la que buscas, y mantén los signos coherentes con un único sentido positivo.
Distancias iguales
v·t = ½·a·t² → t = 2v/a = 2·27/5 = 10,8 s
Respuesta
t = 10,8 s
En ese momento el coche de policía va a 2v = 54 m/s.
2.Cinemática
Respuesta: d = 30,9 m
Movimiento con aceleración constante: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² y v² = v₀² + 2·a·s. Elige la ecuación que contiene las tres magnitudes que conoces y la que buscas, y mantén los signos coherentes con un único sentido positivo.
Las dos partes del tiempo
½·9,81·t₁² = 343·(2,6 − t₁)
4,905·t₁² + 343·t₁ − 891,8 = 0
Tiempo de caída
Solo la raíz positiva tiene sentido físico.
t₁ = (−343 + √(343² + 4·4,905·891,8))/(2·4,905) = 2,51 s
Profundidad
d = ½·9,81·2,51² = 30,9 m
Respuesta
d = 30,9 m
3.Leyes de Newton
Respuesta: a = 7,377 m/s²
Segunda ley de Newton: la fuerza neta sobre un cuerpo es igual a su masa por su aceleración, ΣF = m·a. Dibuja un diagrama de cuerpo libre, elige un sentido positivo a lo largo del movimiento y suma todas las fuerzas en esa dirección: las fuerzas aplicadas, el rozamiento μ·N en contra del movimiento y las componentes del peso.
Fuerza normal
N = m·g − F·sin θ = 196,2 − 200·sin 35° = 81,48 N
Fuerzas horizontales
m·a = F·cos θ − μ·N = 163,8 − 16,3
a = 147,5/20 = 7,377 m/s²
Respuesta
a = 7,377 m/s²
4.Leyes de Newton
Respuesta: d = 8,962 m
Segunda ley de Newton: la fuerza neta sobre un cuerpo es igual a su masa por su aceleración, ΣF = m·a. Dibuja un diagrama de cuerpo libre, elige un sentido positivo a lo largo del movimiento y suma todas las fuerzas en esa dirección: las fuerzas aplicadas, el rozamiento μ·N en contra del movimiento y las componentes del peso.
Deceleración
Ambas fuerzas apuntan rampa abajo; la masa se simplifica.
a = 9,81·(sin 25° + 0,1·cos 25°) = 5,035 m/s²
Distancia
d = v₀²/(2a) = 9,5²/(2·5,035) = 8,962 m
Respuesta
d = 8,962 m
5.Tiro parabólico
Respuesta: v0 = 26,21 m/s
Tiro parabólico: sin resistencia del aire, x = vxt e y = h + vyt − ½gt². Las dos direcciones son independientes, salvo que comparten el mismo tiempo.
Despeja v₀ de la fórmula del alcance
v₀ = √(g·R/sin 2θ) = √(9,81·45/sin 140°) = 26,21 m/s
Respuesta
v0 = 26,21 m/s
6.Tiro parabólico
Respuesta: H = 13,26 m
Tiro parabólico: sin resistencia del aire, x = vxt e y = h + vyt − ½gt². Las dos direcciones son independientes, salvo que comparten el mismo tiempo.
Velocidad vertical de lanzamiento
vy = 16·sin 30° = 8 m/s
Subida por encima del acantilado
Δh = vy²/(2g) = 8²/(2·9,81) = 3,262 m
Altura sobre el suelo
H = 10 + 3,262 = 13,26 m
Respuesta
H = 13,26 m
7.Movimiento circular
Respuesta: vmax = 34,31 m/s
Movimiento circular uniforme: un objeto que se mueve con velocidad v en una circunferencia de radio r tiene una aceleración dirigida hacia el centro a = v²/r, así que necesita una fuerza neta hacia el centro F = m·v²/r. Esa fuerza la proporciona algo real: el rozamiento, una tensión, la gravedad o una fuerza normal.
El rozamiento proporciona la fuerza centrípeta
m·v²/r = μ·m·g
v = √(μ·g·r) = √(0,8·9,81·150) = 34,31 m/s
Respuesta
vmax = 34,31 m/s (123,5 km/h)
8.Movimiento circular
Respuesta: T = 28,68 N
Movimiento circular uniforme: un objeto que se mueve con velocidad v en una circunferencia de radio r tiene una aceleración dirigida hacia el centro a = v²/r, así que necesita una fuerza neta hacia el centro F = m·v²/r. Esa fuerza la proporciona algo real: el rozamiento, una tensión, la gravedad o una fuerza normal.
Fuerzas en el punto más bajo
Hacia el centro (hacia arriba) es positivo.
T − m·g = m·v²/r
T = 1,3·9,81 + 1,3·3,5²/1 = 12,75 + 15,92 = 28,68 N
Respuesta
T = 28,68 N
9.Trabajo y energía
Respuesta: T = 147,1 N
Teorema del trabajo y la energía: la variación de energía cinética es igual al trabajo de todas las fuerzas. Escribiendo la gravedad y los muelles como energía potencial (mgh y ½kx²), queda un balance: energía inicial = energía final + energía perdida por rozamiento (μN·d). En una trayectoria circular la fuerza neta hacia el centro debe ser igual a mv²/r.
Velocidad abajo
v² = 2gL(1 − cos θ) = 2·9,81·1,5·(1 − cos 90°) = 29,43 m²/s²
Fuerzas abajo
m·g = 5·9,81 = 49,05 N
T = mg + mv²/L = 49,05 + 5·29,43/1,5 = 147,1 N
Respuesta
T = 147,1 N
Comprobación: T = mg(3 − 2cos θ) = 147,2 N.
10.Trabajo y energía
Respuesta: x = 52,53 cm
Teorema del trabajo y la energía: la variación de energía cinética es igual al trabajo de todas las fuerzas. Escribiendo la gravedad y los muelles como energía potencial (mgh y ½kx²), queda un balance: energía inicial = energía final + energía perdida por rozamiento (μN·d).
Energía tras la franja rugosa
La rampa es lisa, así que solo la franja quita energía.
mgh − μmgL = 24,53·(5 − 0,25·2) = 110,4 J
Compresión máxima
½kx² = 110,4 → x = √(2·110,4/800) = 0,5253 m = 52,53 cm
Respuesta
x = 52,53 cm
11.Cantidad de movimiento y choques
Respuesta: v′2 = 16,36 m/s
Conservación de la cantidad de movimiento: si no actúa ninguna fuerza externa durante un choque, la cantidad de movimiento total Σm·v antes es igual a la total después. Las velocidades tienen sentido, así que elige un sentido positivo y pon un signo menos a las velocidades en sentido contrario. En un choque elástico también se conserva la energía cinética; en uno perfectamente inelástico los cuerpos quedan unidos.
Choque elástico con un blanco en reposo
Resolver a la vez la conservación de la cantidad de movimiento y la de la energía da estos dos resultados.
v′1 = (5 − 0,5)/(5 + 0,5)·9 = 7,364 m/s
v′2 = 2·5/(5 + 0,5)·9 = 16,36 m/s
Respuesta
v′2 = 16,36 m/s
12.Cantidad de movimiento y choques
Respuesta: v′ = 11,39 m/s
Conservación de la cantidad de movimiento: si no actúa ninguna fuerza externa durante un choque, la cantidad de movimiento total Σm·v antes es igual a la total después. Las velocidades tienen sentido, así que elige un sentido positivo y pon un signo menos a las velocidades en sentido contrario. En un choque elástico también se conserva la energía cinética; en uno perfectamente inelástico los cuerpos quedan unidos.
Rotación alrededor de un eje fijo: la suma de los momentos respecto al eje es igual a I·α (ΣM = I·α), igual que ΣF = m·a en la traslación. En forma de energía, un par T que gira un ángulo θ (en radianes) realiza un trabajo T·θ, que cambia la energía cinética ½·I·ω²; la gravedad suma o resta m·g·Δh del centro de masa. La potencia es P = T·ω.
Velocidad angular
ω = 2π·1800/60 = 188,5 rad/s
Deceleración y tiempo
α = Tb/I = 185/30 = 6,167 rad/s²
t = ω/α = 188,5/6,167 = 30,57 s
Respuesta
t = 30,57 s
14.Rotación del sólido rígido
Respuesta: n2 = 142,8 rpm
Rodadura y momento angular: un cuerpo que rueda sin deslizar tiene v = ω·r, así que su energía cinética es ½·m·v² + ½·I·ω² = ½·m·v²·(1 + I/(m·r²)). Por una pendiente eso da a = g·sin θ/(1 + I/(m·r²)). Cuando no actúa ningún momento externo respecto a un eje, el momento angular respecto a ese eje se mantiene constante, I₁·ω₁ = I₂·ω₂, aunque se pierda energía cinética.
Momentos de inercia
I1 = 1,5 + 2·6·0,8² = 9,18 kg·m²
I2 = 1,5 + 2·6·0,25² = 2,25 kg·m²
Conservación del momento angular
n2 = n1·I1/I2 = 35·9,18/2,25 = 142,8 rpm
Respuesta
n2 = 142,8 rpm
La energía cinética aumenta: la energía extra procede del trabajo que realiza la persona al acercar las pesas.
15.Engranajes y trenes de engranajes
Respuesta: T1 = 36,22 N·m
Trenes de engranajes: los engranajes que engranan entre sí tienen la misma velocidad en los dientes, así que n₁·N₁ = n₂·N₂: el engranaje con menos dientes gira más rápido. Los engranajes montados en un mismo eje giran a la misma velocidad. La potencia se transmite (menos las pérdidas), así que el par aumenta cuando la velocidad disminuye: T₂ = T₁·(N₂/N₁)·η, y P = T·ω con ω = 2π·n/60.
Par del motor
ω₁ = 2π·1450/60 = 151,8 rad/s
T1 = P/ω₁ = 5500/151,8 = 36,22 N·m
Respuesta
T1 = 36,22 N·m
16.Engranajes y trenes de engranajes
Respuesta: θ = 165,2 °
Transmisiones por correa: sin deslizamiento, ambas poleas tienen la misma velocidad periférica v = π·d·n/60, así que n₁·d₁ = n₂·d₂ y la relación de velocidades es d₂/d₁. El deslizamiento s hace que la polea conducida gire un poco más despacio: n₂ = n₁·(d₁/d₂)·(1 − s). La potencia transmitida es P = (T₁ − T₂)·v, con T₁ la tensión del ramal tenso y T₂ la del ramal flojo. El rozamiento limita la relación de tensiones: T₁/T₂ = eμθ, donde θ es el ángulo de contacto en radianes sobre la polea menor; para una correa abierta θ = π − 2·asin((d₂ − d₁)/(2C)) con distancia entre centros C.
Ángulo de la correa
asin(0,1292) = 7,421°
Ángulo de contacto
θ = 180 − 2·7,421 = 165,2°
Respuesta
θ = 165,2°
17.Muelles y péndulos
Respuesta: T = 2,765 s
Movimiento armónico simple: una masa m en un muelle de constante elástica k oscila con frecuencia angular ω = √(k/m) y periodo T = 2π/ω = 2π·√(m/k). Un péndulo simple de longitud L tiene T = 2π·√(L/g). Con amplitud A, la velocidad máxima es A·ω, la aceleración máxima A·ω² y la energía ½·k·A².
Periodo del péndulo
T = 2π·√(1,9/9,81) = 2,765 s
Respuesta
T = 2,765 s
18.Muelles y péndulos
Respuesta: amax = 11,52 m/s²
Movimiento armónico simple: una masa m en un muelle de constante elástica k oscila con frecuencia angular ω = √(k/m) y periodo T = 2π/ω = 2π·√(m/k). Un péndulo simple de longitud L tiene T = 2π·√(L/g). Con amplitud A, la velocidad máxima es A·ω, la aceleración máxima A·ω² y la energía ½·k·A².
Frecuencia angular
ω = √(480/2,5) = 13,86 rad/s
Aceleración máxima
amax = A·ω² = 0,06·13,86² = 11,52 m/s²
Respuesta
amax = 11,52 m/s²
19.Vibraciones mecánicas
Respuesta: ζ = 0,06031
Vibración libre de un sistema masa–muelle: la pulsación natural sin amortiguamiento es ωn = √(k/m) en rad/s, y fn = ωn/(2π) en Hz. Un amortiguador viscoso c da el factor de amortiguamiento ζ = c/cc, con amortiguamiento crítico cc = 2·√(k·m) = 2·m·ωn. Un sistema subamortiguado (ζ < 1) oscila a ωd = ωn·√(1 − ζ²). Los muelles en paralelo se suman, k = k₁ + k₂; los muelles en serie se suman como inversos, 1/k = 1/k₁ + 1/k₂.
Vibración libre de un sistema masa–muelle: la pulsación natural sin amortiguamiento es ωn = √(k/m) en rad/s, y fn = ωn/(2π) en Hz. Un amortiguador viscoso c da el factor de amortiguamiento ζ = c/cc, con amortiguamiento crítico cc = 2·√(k·m) = 2·m·ωn. Un sistema subamortiguado (ζ < 1) oscila a ωd = ωn·√(1 − ζ²). Los muelles en paralelo se suman, k = k₁ + k₂; los muelles en serie se suman como inversos, 1/k = 1/k₁ + 1/k₂.
Rigidez equivalente
Los muelles en serie soportan la misma fuerza y suman sus deformaciones, así que se combinan como inversos: 1/k = 1/k1 + 1/k2.