dinamica

11
Conceptos básicos: Trayectoria: Z X Y 0 Posición: Desplazamiento : Δ r t+∆t = r t + Δr Δr = r t+∆t r t Velocidad: Velocidad Promedio = Δr Δt V= lim Δt0 Δr Δt = d dt r t = r t Aceleración instantánea: a Aceleración: Aceleración Promedio = ΔV Δt a = lim Δt0 ΔV Δt = d dt V= d 2 dt 2 r t a = d dt V= V= r t Hodógrafa: a Z X Y 0 Velocidad instantánea: V V= d dt r t = r t V= V u T V X = X t V Y = Y t V Z =z t ………(1) ………(2) a= a u a Cinemática de la partícula. Ms C José Luis Serrano Hernández Ing. Civil CIP 54464 Dinámica.

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conceptos basicos

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Page 1: dinamica

Conceptos básicos:

Trayectoria: 𝜏

Z

X

Y0

𝜏

Posición: 𝑟𝑡

Desplazamiento : Δ𝑟

rt+∆t = rt + Δr

Δr = rt+∆t − rt

Velocidad:

Velocidad Promedio = Δr

Δt

V = limΔt0

Δr

Δt=

d

dtrt = rt

Aceleración instantánea: a

Aceleración:

Aceleración Promedio = ΔV

Δt

a = limΔt0

ΔV

Δt=

d

dtV=

d2

dt2rt

a =d

dtV =

V = rt

Hodógrafa:

𝑉a

Z

X

Y0

Velocidad instantánea: V

V =d

dtrt = rt

V = V uT

𝛽

𝜏

VX = Xt

VY = Yt

VZ = zt

………(1) ………(2)

a = a ua

Cin

em

átic

a d

e la

par

tícu

la.

Ms C José Luis Serrano HernándezIng. Civil

CIP 54464Dinámica.

Page 2: dinamica

Trayectoria: 𝜏𝑡 (Ley horaria)

0

Posición: τt1; τt2

Desplazamiento : Δτ = τt2 - τt1

Velocidad:

Velocidad Promedio = Δ𝜏

Δ𝑡

Si Δt → 0 entonces Δr ≡ Δτ

V = limΔt0

Δτ

Δt=

d

dtτ = τ

V = τ uT

Aceleración:

Aceleración Promedio = Δ 𝜏

Δ𝑡

Ejm. Ley horaria(Función escalar)

τt = t3 + 2t

𝜏𝑡1

𝜏𝑡2

Z

X

Y

Velocidad instantánea: V Aceleración instantánea: a

a = limΔt0

Δ τ

Δt=

d

dt τ = τ

a = τ ua

𝛽 ∝

𝑉𝑡1

𝑉𝑡2

𝑎𝑡1

𝑎𝑡2

𝜏𝑡

Y

𝜏𝑡2

𝜏𝑡1Z

X

0

Conceptos básicos:C

ine

mát

ica

de

la p

artí

cula

.

Ms C José Luis Serrano HernándezIng. Civil

CIP 54464Dinámica.

Page 3: dinamica

Trayectoria rectilínea:

t0; x0; x0; x0 Condiciones iniciales

Rt f t Rt = Xti

Vt f t Vt =d

dtRt =

dXt

dti + Xt

di

dt=

dXt

dti = Xti

0

Ejem: at = 6t − 12 iat f t at =d

dtVt =

dVt

dti + Vt

di

dt=

dVt

dti = Vti =

Xti

0

Ejem: Vt = 3t2− 12t − 15 i

Ejem: Rt = [t3 − 6t2 − 15t + 40]i

Cin

em

átic

a d

e la

par

tícu

la.

Ms C José Luis Serrano HernándezIng. Civil

CIP 54464Dinámica.

Page 4: dinamica

Trayectoria rectilínea: Velocidad positiva o negativa.

0

Si el movimiento es a la derecha V es + (positiva)

X- +X

x1-2m1s

x2-1m2s

V = x2−x1

t2−t1=

−1 −(−2)

2−1= +1 m/s

V = 1 i

V = 1 m/s

Si el movimiento es a la izquierda V es – (negativa)

X- +X

x2-2m2s

x1-1m1s V =

x2−x1

t2−t1=

−2 −(−1)

2−1= −1 m/s

0

V = −1 i

V = 1 m/s

Cin

em

átic

a d

e la

par

tícu

la.

Ms C José Luis Serrano HernándezIng. Civil

CIP 54464Dinámica.

Page 5: dinamica

V a Descripción

+ + Acelerando

+ - Desacelerando

- - Acelerando

- + Desacelerando

V

V

V

V

a

a

a

a

Trayectoria rectilínea: Aceleración o desaceleración.C

ine

mát

ica

de

la p

artí

cula

.

Ms C José Luis Serrano HernándezIng. Civil

CIP 54464Dinámica.

Page 6: dinamica

Trayectoria rectilínea: Graficas X vs t; 𝐗 𝐯𝐬 𝐭; 𝐗 𝐯𝐬 𝐭

Xt=[ t3 − 6t2 − 15t + 40] i

Ejem:

De (1) Vt =d

dtXt

Vt = [3t2−12t − 15]i

Ejem:

Ejem:

De (2) at =d

dtVt

at = [6t− 12] i

Cin

em

átic

a d

e la

par

tícu

la.

Ms C José Luis Serrano HernándezIng. Civil

CIP 54464Dinámica.

Page 7: dinamica

Trayectoria rectilínea: Graficas 𝐗 𝐯𝐬 𝐭; 𝐗 𝐯𝐬 𝐭 ; X vs t

0

dt

Vt

x0xdX = t0

tVdt Xt − 40 = 0

t3t2 − 12t − 15 dt

dA=Vtdt De (1) V =dX

dtdA = dX

Xt = t3 − 6t2 − 15t + 40

Ejem:

dt

at

Ejem:

dA=atdt

V0VdV = t0

tatdt Vt + 15 = 0

t[6t − 12]dt

De (2) a =dV

dtdA = dV

Vt = 3t2 − 12t − 15

at = 6t − 12

Cin

em

átic

a d

e la

par

tícu

la.

Ms C José Luis Serrano HernándezIng. Civil

CIP 54464Dinámica.

Page 8: dinamica

Variable independiente x

Trayectoria rectilínea: Aceleración en función de la posición a 𝐟 𝐱

Velocidad:

De (1) y (2):

X0

X

axdx =

V0

V

VdV

X0

X

axdx =V2

2

V

V0

=V2

2−v02

2

VX = V02 + 2 X0

Xax dx

a=dV

dt

dX

dX= V

dV

dX

ax dx = V dV ………(3)

Cin

em

átic

a d

e la

par

tícu

la.

Ms C José Luis Serrano HernándezIng. Civil

CIP 54464Dinámica.

Page 9: dinamica

Gráficas ax vs X 𝝠 Vx vs X

ax

X𝑥0

ax0

𝑥0

Vx

𝑉𝑥0

d

dxVx

Vxd

dxVx

𝑎𝑥

X𝑥0

𝑎𝑥0

𝑥0

𝑉𝑥0

X

𝑉𝑥

dx

aX

X

dA = aX dx De (3): dA = V dV

X0

X

dx =

V0

V

VdV

VX = V02 + 2 X0

Xax dx

ax vs X Vx vs X

Cin

em

átic

a d

e la

par

tícu

la.

Trayectoria rectilínea: Aceleración en función de la posición a 𝐟 𝐱

Ms C José Luis Serrano HernándezIng. Civil

CIP 54464Dinámica.

Page 10: dinamica

Trayectoria rectilínea: Si aceleración es constante (ac)

De (2) : ac =dv

dt

Vt = V0 + ac t − t0

De (1) : Vt =dx

dt

Xt = X0 + V0 t − t0 +1

2ac t − t0

2 − act0 t − t0

De (3): axdx = VdV

Vx = v02 + 2ac x − x0

………(2i)

………(1i)

………(3i)

Cin

em

átic

a d

e la

par

tícu

la.

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CIP 54464Dinámica.

Page 11: dinamica

Trayectoria Rectilínea: Movimiento errático.

Se necesita mas de una función para describir(cuantificar) el movimiento a los largo de su trayectoria.

Vt

tt1 t2 t3

Vx

x1 x2 x3 x0 0

Cin

em

átic

a d

e la

par

tícu

la.

Ms C José Luis Serrano HernándezIng. Civil

CIP 54464Dinámica.