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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    David
    el 16/12/19

    Mi duda es el ejercicio 2, que no me sale lo que pone, y ya no sé si está mal la solución o soy yo el que lo plantea mal. 

    hago lo siguiente:

    x=xo+vot+1/2*a*t^2

    600=0+15vo+1/2*9.8*(15)^2 (si tomo a negativo, sale 113,5 m/s, si sale a positivo, 33,5 m/s)


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 17/12/19

    Considera un sistema de referencia con origen de coordenadas en el punto en el cuál el avión inicia su carrera hacia el despegue, con eje OX sobre la pista, con dirección y sentido positivo acordes al desplazamiento del avión hasta que está a punto de despegar, y con instante inicial: ti = 0 correspondiente al inicio del carreteo.

    Luego, tienes los datos iniciales:

    xi = 0 (posición inicial),

    vi = 0 (velocidad inicial).

    Luego, planteas las expresiones de las funciones posición y velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:

    x = xi + vi*t + (1/2)*a*t2,

    v = vi + a*t,

    reemplazas datos iniciales, cancelas términos nulos, y queda:

    x = (1/2)*a*t2 (1),

    v = a*t (2).

    Luego, tienes los datos finales:

    t = 15 s (instante de despegue),

    x = 600 m (posición de despegue);

    luego, reemplazas estos dos valores en las expresión de la función posición señalada (1), y queda:

    600 = (1/2)*a*152, resuelves el coeficiente en el segundo miembro, y queda:

    600 = (225/2)*a, multiplicas por 2/225 en ambos miembros, y luego despejas:

    a = 16/3 m/s2 ≅ 5,333 m/s2,

    que es la expresión de la aceleración del avión durante su carrera para despegar;

    luego, reemplazas el valor del instante final y la expresión de la aceleración que tienes remarcado en la expresión de la función velocidad señalada (2), y queda:

    v = (16/3)*15, resuelves, y queda:

    v = 80 m/s,

    que es la expresión de la velocidad del avión al finalizar su carrera para despegar.

    Espero haberte ayudado.

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    David
    el 17/12/19

    Gracias. Me obcequé con el ejercicio. El otro comentario no aporta nada...

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    Señor Oscuro
    el 15/12/19
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    Hola. He visto que Unicoos esta empezando a subir videos de Universidad, no estoy seguro si ha llegado a este tema pero si alguien podría resolverlo ya que es un ejercicio de examen parcial. Se trata de un ejercicio de Termodinámica

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    Breaking Vlad
    hace 4 semanas, 1 día

    Hola! Me encantaría ayudarte, pero no respondo dudas universitarias que no tengan que ver específicamente con los videos que ya he grabado como excepcion. O de otras asignaturas que no sean matemáticas, física y química. Lo siento de corazón… Espero lo entiendas

    Ojalá algun unicoo universitario se anime a ayudarte (de hecho lo ideal es que todos los universitarios intentarais ayudaros los unos a los otros)

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    marta espinosa santos
    el 15/12/19

    Podeis ayudarme con este ejercicio?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 16/12/19

    Tienes los valores de las masas puntuales, y tienes los puntos donde están ubicadas:

    M1 = 50 Kg, ubicada en el punto: A(0,0);

    M2 = 30 Kg, ubicada en el punto: B(3,0).

    Luego, considera un punto genérico P(x,y) del plano OXY, y tienes que los vectores posiciones de este punto con respecto a los puntos en los cuales se encuentran las masas tienen las expresiones:

    u = AP = < x-0 , y-0 > = < x , y >, cuyo módulo queda:

    |u| = √(x2+y2);

    v = BP = < x-3 , y-0 > = < x-3 , y >, cuyo módulo queda:

    |v| = √([x-3]2+y2).

    a)

    Planteas las expresiones de los módulos de los campos gravitatorios producidos por las masas en el punto genérico, y queda:

    E1 = G*M1/|u|2

    E2 = G*M2/|v|2;

    luego, observa que para que el campo resultante sea nulo debe cumplirse que el punto genérico P(x,y) debe pertenecer a la recta que une los puntos A y B, cuya ecuación cartesiana explícita es: y = 0 (1), por lo que tienes que los dos campos son colineales, por lo que puedes plantear la ecuación:

    E1 - E2 = 0, de donde tienes:

    E1 = E2;

    luego, sustituyes las expresiones de los módulos de los campos, y queda:

    G*M1/|u|2 = G*M2/|v|2, multiplicas por |u|2 y por |v|2 en ambos miembros, divides por G en ambos miembros, y queda:

    M1*|v|2 = M2*|u|2, sustituyes las expresiones de los módulos de los vectores, y queda:

    M1*(√([x-3]2+y2)2 = M2*(√(x2+y2))2, simplificas raíces y potencias, y queda:

    M1*([x-3]2+y2) = M2*(x2+y2), sustituyes el valor señalado (1) en los segundos términos de los agrupamientos, y queda:

    M1*([x-3]2+[0]2) = M2*(x2+[0]2), cancelas términos nulos en los agrupamientos, desarrollas, y queda:

    M1*(x2-6*x+9) = M2*x2, reemplazas los valores de las masas, y queda:

    50*(x2-6*x+9) = 30*x2, distribuyes en el primer miembro, y queda:

    50*x2-300*x+450 = 30*x2, divides por 10 en todos los términos, y queda:

    5*x2 - 30*x + 45 = 3*x2, restas 3*x2 en ambos miembros, y queda:

    2*x2 - 30*x + 45 = 0, que es una ecuación polinómica cuadrática, cuyas soluciones son:

    1°)

    x = (30-√[540])/4 = (30-6*√[15])/4 = (15-3*√[15])/2 ≅ 1,691 m,

    que sí es una opción válida para este problema, que conduce al punto: P([(15-3*√[15])/2];0), en el cuál los dos campos producidos por las masas tienen sentidos opuestos, y por lo tanto pueden anularse.;

    2°)

    x = (30+√[540])/4 = (30+6*√[15])/4 = (15+3*√[15])/2 ≅ 13,309 m,

    que no es una opción válida para este problema, ya que conduce al punto: P([(15+3*√[15])/2];0), en el cuál los dos campos producidos por las masas tienen sentidos iguales, por lo que no se anulan.

    b)

    Planteas la expresión de la energía potencial gravitatoria inicial del sistema conformado por las dos masas, y queda:

    EPgi = -G*M1*M2/|AB|.

    Planteas la expresión de la energía potencial gravitatoria final del sistema formado por las dos masas (designamos con C(5,0) al punto en el que se encuentra la masa más pequeña cuanto se encuentra en su posición final), y queda:

    EPgf = -G*M1*M2/|AB|.

    Luego, planteas la ecuación trabajo-variación de energia, y queda:

    W = EPgf - EPgi, sustituyes expresiones, y queda:

    W = -G*M1*M2/|AB| - (-G*M1*M2/|AB|), resuelves el signo en el último término, extraes factores comunes, y queda:

    W = -G*M1*M2*(1/|AB| - |1/|AC|), reemplazas valores, y queda:

    W = -6,67*10-11*50*30*(1/3 - 1/5), resuelves, y queda:

    = -1334*10-11 = -1,334*10-8 J,

    y observa que se debió efectuar este trabajo por medio de una fuerza externa, a fin de separar un poco más a las dos masas, ya que la distancia inicial entre ellas era de tres metros, y terminó siendo de cinco metros, por lo que este trabajo se realizó en contra de la fuerza de atracción gravitatoria que las cargas se ejercen mutuamente.

    Espero haberte ayudado.


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    Elena Pérez Iglesias
    el 15/12/19

    Hola, alguien me puede ayudar con este ejercicio por favor, gracias.

    Sabiendo que la estación espacial internacional gira alrededor de la Tierra

    en una órbita de 386 km de altura sobre la superficie, calcular: (2 PUNTOS)

    a. La velocidad lineal a la que orbita, expresada en km/h. (1p)

    b. El tiempo que tarda en completar una órbita (0,5p)

    c. La velocidad angular y lineal del planeta Tierra en su rotación. (0,5p)

    Datos: M Tierra = 5,98·10 24 kg ; R Tierra = 6,37·10 6 m; G=6,67·10 -11 N·m 2 /kg 2

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 16/12/19

    Vamos con una orientación.

    a)

    Observa que la única fuerza que está aplicada sobre la Estación es la acción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre ella, por lo que aplicas la Segunda Ley de Newton, y queda la ecuación:

    G*MT*ME/Ro2 = ME*acp, divides por ME en ambos miembros, y luego despejas:

    acp = G*MT/Ro2 (1), que es la expresión del módulo de la aceleración centrípeta de la Estación.

    a)

    Sustituyes la expresión del módulo de la aceleración centrípeta en función de la rapidez lineal y del radio orbital de la Estación, en la ecuación señalada (1), y queda:

    v2/Ro = G*MT/Ro2, multiplicas por Ro y luego extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros, y queda:

    v = √(G*MT/Ro) (2), que es la expresión de la rapidez lineal de la Estación.

    b)

    Sustituyes la expresión de la rapidez lineal en función del periodo orbital y del radio orbital de la Estación , en la ecuación señalada (2), y queda:

    2π*Ro/To√(G*MT/Ro), y de aquí despejas:

    To = 2π*Ro/√(G*MT/Ro) (3), que es la expresión del periodo orbital de la Estación.

    c)

    Tienes el valor del periodo rotacional terrestre:

    TT = 24 h = 24*3600 = 86400 s;

    Tienes el radio orbital promedio de un punto de la superficie terrestre:

    RT = 6,37*106 m.

    Luego, planteas la expresión de la rapidez angular rotacional terrestre en función de sus periodo orbital, y queda:

    ωT = 2π/TT (4).

    Luego, planteas la expresión de la rapidez lineal orbital para un punto de la superficie terrestre, en función del radio de la Tierra y del periodo orbital del planeta, y queda:

    vST = 2π*RT/TT (5).

    Luego, solo queda que reemplaces valores en las ecuaciones numeradas y hagas los cálculos.

    Espero haberte ayudado.


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    Álvaro Goday
    el 14/12/19
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    Me he visto videos de efecto doppler, me se la teoría pero este ejercicio no tengo por donde sacarlo.

    Un observador, sobre un tren que se mueve a 40 m/s oye el silbato de otro que viaja delante, en igual sentido y percibe un sonido de una frecuencia de 800 Hz antes de adelantarle. Después de adelantarle oye una frecuencia 700 Hz.  Calcula a) ¿Cuál es la velocidad del segundo tren? b) ¿la frecuencia del sonido emitido por la locomotora? c) ¿Cuál será la longitud de onda percibida por el observador del primer tren antes del adelanto? Dato Velocidad del sonido 340 m/s.

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    Breaking Vlad
    hace 4 semanas, 1 día

    Se trata de que DESPUES DE IR A CLASE (ver los vídeos relacionados con vuestras dudas) enviéis dudas concretas, muy concretas. Y que nos enviéis también todo aquello que hayais conseguido hacer por vosotros mismos. Paso a paso, esté bien o mal. No solo el enunciado, pero no olvidéis de adjuntarlo de forma LITERAL, para saber que os piden. De esa manera podremos saber vuestro nivel, en que podemos ayudaros, cuales son vuestros fallos.... Y el trabajo duro será el vuestro. Nos cuentas ¿ok? #nosvemosenclase ;-)

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    Rodrigo Ivan Saez
    el 14/12/19

    Buenas. tengo una pregunta respecto a hallar corriente en los resistores: hice los cálculos con las 3 mallas que dibuje en la imagen, cada maya representa una corriente, entonces en orden (de la maya mas pequeña a la mas grande, con sus corrientes: x,y,z respectivamente);


    -6x - 3x = 0

    -4y - 3*(y-x) - 3y = 0

    -54 - 6*(z-x) - 4*(z-y) - 4z = 0


    esto se reduciria a : 9x=0 ; 10y=3x ;  54=6x+4y-14z

    Esto indicaria que la corriente en la maya mas pequeña y mediana seria 0, y en la mas grande seria 27/7 A, y a la vez esto indicaria segun las primeras 2 ecuaciones que la corriente en los resistores (excepto 1) es como en la imagen




    Pero entonces al involucrar la tercera ecuación me queda esto:



    Tambien me di cuenta que si involucrara otra maya (la mas grande), me sale que la resistencia de 3 ohm (la mas externa) tiene corriente 54/7.....


    Esta correcto, o estoy equivocado? porque me dan valores diferentes?


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 16/12/19

    Vamos con una orientación.

    Observa que debes plantear cinco intensidades de corriente, que suponemos todas se dirigen de izquierda a derecha en sus tramos horizontales:

    x: sale del borne positivo de la batería, y llega hasta el nudo más cercano al borne positivo;

    y: sale del primer nudo y llega hasta el primer nudo en la rama superior;

    z: sale del primer nudo, y llega hasta el tercer nudo recorriendo la rama inferior;

    w: sale del primer nudo en la rama superior, recorre la rama superior de la malla más pequeña, y llega hasta el tercer nudo;

    p: sale del primer nudo en la rama superior, recorre la rama inferior de la malla más pequeña, y llega hasta el tercer nudo.

    Luego, aplicas la Primera Ley de Kirchhoff en el primer nudo, y queda:

    x - y - z = 0 (1).

    Luego, aplicas la Primera Ley de Kirchhoff en el primer nudo de la rama superior, y queda:

    y = w + p (2).

    Luego, aplicas la Segunda Ley de Kirchhoff para la malla más pequeña, y queda:

    6w - 3p = 0 (3).

    Luego, aplicas la Segunda Ley de Kirchhoff para la malla mediana, y queda:

    4y + 3p - 3z = 0 (4).

    Luego, aplicas la Segunda Ley de Kirchhoff para la malla principal, y queda

    -4x - 4y - 6w - (-V) = 0, aquí multiplicas por -1 en todos los términos, reemplazas el valor de la fuerza electromotriz, y queda:

    4x + 4y + 6w = 54 (5).

    Luego, queda que resuelvas el sistema formado por las cinco ecuaciones numeradas, cuya solución es:

    x = 9 A, y = 3 A, z = 6 A, w = 1 A, p = 2 A.

    Haz el intento de terminar la tarea, y si te resulta necesario no dudes en volver a consultar.

    Espero haberte ayudado.

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    Rodrigo Ivan Saez
    el 16/12/19

    Muchas gracias. 

    Osea el proceso para aplicar las leyes en un circuito, hay que suponer corriente en cada elemento, aplicar la ley de corrientes, y luego aplicar las ley de las mayas?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 17/12/19

    Recuerda que las Leyes de Kirchhoff son dos: 

    Ley de los Nudos (Primera Ley), de los que debes considerar uno menos que la cantidad total de nudos del circuito,

    Ley de las Mallas (Segunda Ley), de las que debes considerar una menos que la cantidad total de mallas del circuito.

    Luego, planteas una intensidad de corriente para cada tramo del circuito, y propones tú los sentidos de las mismas.

    Luego, observa que en el circuito de tu enunciado tienes tres nudos, por lo que restas una unidad, y queda que debes tomar dos, y plantear una ecuación con cada uno de ellos.

    Luego, observa que en el circuito de tu enunciado tienes cuatro mallas, por lo que restas una unidad, y queda que debes tomar tres, y plantear una ecuación con cada una de ellas.

    Luego, observa que queda un sistema de cinco ecuaciones lineales, de primer grado y con cinco incógnitas, que son las intensidades de las corrientes en cada tramo del circuito.

    Luego, resuelves el sistema, y tendrás los valores de las corrientes, y puedes tener una de dos situaciones para cada intensidad de corriente:

    a)

    si el valor de la corriente que has hallado es positivo, entonces tienes que el sentido de la corriente que has supuesto al inicio es correcto,

    b)

    si el valor de la corriente que has hallado es negativo, entonces tienes que el sentido de la corriente que has supuesto al inicio es incorrecto, por lo que la corriente en cuestión tiene el sentido opuesto al que has supuesto tú de antemano.

    Espero haberte ayudado.


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    Maria guadalupe Garcia esqueda
    el 13/12/19
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    Como puedo enviar una foto 

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    Breaking Vlad
    el 13/12/19

    Al escribir la pregunta en la parte superior pone "imagen" le das, y podrás añadir la imagen que quieras.

    Un saludo,

    Vlad

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    Carlos Ramirez
    el 13/12/19

    preciso solo el d. Saludos

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 13/12/19

    d)

    Establece un sistema de referencia con eje OX paralelo a la rampa con sentido positivo hacia arriba, y con eje OY perpendicular a la rampa con sentido positivo hacia abajo, y observa que en el instante en que se suprime la fuerza F tienes que el sistema se desplaza hacia arriba.

    Luego, aplicas la Segunda Ley de Newton para ambos cuerpos, y tienes el sistema de ecuaciones:

    -M1*g*senθ - T = M1*a (1),

    N1 - M1*g*cosθ = 0, de aquí despejas: N1 = M1*g*cosθ (2),

    -M2*g*senθ + T = M2*a (3),

    N2 - M2*g*cosθ = 0, de aquí despejas: N2 = M2*g*cosθ (4);

    luego, divides miembro a miembro la ecuación señalada (1) entre la ecuación señalada (3), simplificas en el segundo miembro, y queda:

    (-M1*g*senθ - T)/(-M2*g*senθ + T) = M1/M2, multiplicas por (M2*g*senθ + T) y por M2 en ambos miembros, y queda:

    M2*(-M1*g*senθ - T) = M1*(-M2*g*senθ + T), distribuyes en ambos miembros, y queda:

    -M2*M1*g*senθ - M2*T = -M1*M2*g*senθ + M1*T, multiplicas por -1 en todos los términos, y queda:

    M2*M1*g*senθ + M2*T = M1*M2*g*senθ - M1*T, sumas M1*T y restas M2*M1*g*senθ en ambos miembros, y queda:

    M1*T + M2*T = M1*M2*g*senθ - M2*M1*g*senθ,

    extraes factor común en el primer miembro, cancelas términos opuestos en el segundo miembro, y queda:

    (M1 + M2)*T = 0, divides por (M1 + M2) en ambos miembros, y queda:

    T = 0;

    luego, reemplazas este valor remarcado en las ecuaciones señaladas (1) (3), cancelas términos nulos, y luego en ambas ecuaciones despejas:

    a = -g*senθ, reemplazas datos, y queda:

    a = 9,8*sen(30°), resuelves el segundo miembro, y queda:

    a = -4,9 m/s2.

    Luego, puedes concluir que la tensión de la cuerda es nula, y que la aceleración tiene dirección paralela a la rampa, con sentido hacia abajo, y que su módulo es 4,9 m/s2.

    Espero haberte ayudado.

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    Carlos Ramirez
    el 12/12/19


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 13/12/19

    Vamos con una orientación.

    Considera un sistema de referencia con sentido de giro positivo horario.

    Luego, tienes los datos de la rueda más pequeña:

    RA = 20 cm = 0,2 m (radio),

    tAi = 0 (instante inicial),

    θAi = 0 (posición angular inicial),

    fAi = 120 rev/min = 120/60 = 2 rev/s (frecuencia inicial de rotación), de donde tienes:

    ωAi = 2π*fAi = 2π*2 = 4π rad/s (rapidez angular inicial),

    ωAf = 0 (rapidez angular final),

    tAf = 16 s (instante final);

    luego, planteas la expresión de la aceleración angular de Movimiento Circular Uniformemente Variado, y queda:

    αA = (ωAf - ωAi)/(tAf - tAi) = (0 - 4π)/(16 - 0) = -4π/16 = -π/4 rad/s2;

    luego, plantas las expresiones de la función posición angular y de la función velocidad angular (observa que el instante inicial es igual a cero), y queda:

    θA(t) = θAi + ωAi*t + (1/2)*αA*t2

    ωA(t) = ωAi + αA*t,

    reemplazas valores, cancelas términos nulos, resuelves coeficientes, y queda:

    θA(t) = 4π*t - (π/8)*t2 (1),

    ωA(t) = 4π - (π/4)*t (2).

    Luego, tienes los datos de la rueda más grande:

    RB = 40 cm = 0,4 m (radio),

    tBi = 0 (instante inicial),

    θBi = 0 (posición angular inicial),

    fBi = 240 rev/min = 240/60 = 4 rev/s (frecuencia inicial de rotación), de donde tienes:

    ωBi = 2π*fBi = 2π*4 = 8π rad/s (rapidez angular inicial),

    ωBf = 0 (rapidez angular final),

    tBf = 8 s (instante final);

    luego, planteas la expresión de la aceleración angular de Movimiento Circular Uniformemente Variado, y queda:

    αB = (ωBf - ωBi)/(tBf - tBi) = (0 - 8π)/(8 - 0) = -8π/8 = -π rad/s2;

    luego, plantas las expresiones de la función posición angular y de la función velocidad angular (observa que el instante inicial es igual a cero), y queda:

    θB(t) = θBi + ωBi*t + (1/2)*αB*t2

    ωB(t) = ωBi + αB*t,

    reemplazas valores, cancelas términos nulos, resuelves coeficientes, y queda:

    θB(t) = 8π*t - (π/2)*t2 (3),

    ωB(t) = 8π - π*t (4).

    a)

    Ya tienes remarcadas las expresiones correspondientes.

    b)

    Planteas la condición de velocidades angulares iguales, y queda la ecuación:

    ωA(t) = ωB(t), sustituyes las expresiones señaladas (2) (4), y queda:

    4π - (π/4)*t = 8π - π*t, multiplicas por 4 y divides por π en todos los términos, y queda:

    16 - t = 32 - 4*t, y de aquí despejas:

    t = 16/3 s ≅ 5,333 s,

    que es el instante en el cuál las dos ruedas tienen velocidades angulares iguales.

    Planteas la condición de rapideces lineales iguales para puntos periféricos de ambas ruedas, y queda:

    vA(t) = vB(t),

    sustituyes las expresiones de las rapideces lineales en función de las velocidades angulares y de los radios de las ruedas, y queda:

    RA*ωA(t) = RB*ωB(t), reemplazas los valores de los radios, sustituyes las expresiones señaladas (2) (4), y queda:

    0,2*(4π - (π/4)*t) = 0,4*(8π - π*t), divides por 0,2 en ambos miembros, y queda:

    4π - (π/4)*t = 2*(8π - π*t), distribuyes en el segundo miembro, y queda:

    4π - (π/4)*t = 16π - 2π*t, multiplicas por 4 y divides por π en todos los términos, y queda:

    16 - t = 64 - 8*t, y de aquí despejas:

    t = 48/7 s ≅ 6,857 s,

    que es el instante en el cuál los puntos periféricos de ambas ruedas tienen rapideces lineales iguales.

    c)

    Luego, tienes las expresiones señaladas (1) (3), que corresponden a las funciones de posición de las ruedas, por lo que queda que evalúes dichas expresiones en los instantes que tienes remarcados en el inciso anterior.

    Haz el intento de terminar la tarea, y si te resulta necesario no dudes en volver a consultar.

    Espero haberte ayudado.

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