1
Nivel
Secundaria
Dificultad
3
 
Categoría
Álgebra vectorial

La velocidad de un móvil es . Una fuerza actúa sobre él. Calcula la componente de dicha fuerza en la dirección del movimiento y en la dirección perpendicular a él.

2 soluciones disponibles
arivasm
 

Nota previa: se sobreentiende que las cantidades que aparecen en el enunciado corresponden al sistema internacional de unidades.

Para determinar la componente de la fuerza en la dirección del movimiento (o componente tangencial, debido a que la velocidad posee ese carácter de ser tangente a la trayectoria), podemos comenzar determinando la proyección de la fuerza sobre velocidad, , siendo el ángulo que forman la fuerza y la velocidad. Recordando que el producto escalar de dos vectores se define como , tenemos que

(1)

Como y , tenemos que .

Para transformar esta cantidad escalar en un vector que lleve la dirección de la velocidad bastará con multiplicarla por un vector unitario que tenga la misma dirección y sentido que esta última, es decir,

(2)

que en nuestro caso será .

En consecuencia, la componente tangencial de la fuerza será , que en este ejercicio valdrá .

Observemos que usando (1) y (2) podemos escribir para la componente tangencial la expresión general

(3)

Una vez que conocemos la componente tangencial, encontrar la perpendicular (o normal), que denotaremos por , es muy fácil puesto que . En definitiva,

(4)

Substituyendo los valores del ejercicio, encontramos que .

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