Foro de preguntas y respuestas de Física

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    AnDres Navarrete
    el 30/12/18

    Ayuda con los ejercicios 7 y 8 por favor


    Este es el gráfico del ejercicio 8


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    Guillem De La Calle Vicente
    el 31/12/18


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    Jerónimo
    el 31/12/18

    Antes de cerrar el circuito , las dos resistencias de arriba están  en serie y la fem se reparte por igual ,  el voltímetro marcará  ε/2.

    Al cerrar el circuito cambia la configuración   estando las dos resistencias de arriba en paralelo  y en serie con la tercera.

    Calculando la resistencia equivalente  Req:        1/R¨=1/R+1/R=2/R         R¨=R/2      Requivalente=R¨+R=R/2+R= 3R/2

    La intensidad total será      I=ε/Req=2ε/3R   y la fem que marcára el voltímetro  =IR¨=2ε/3R *R/2= ε/3  



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    Sara
    el 30/12/18

    Buenas, necesitaría ayuda con la siguiente pregunta:

    Un nadador intenta cruzar perpendicularmente un rio nandando con una velocidadde 1.6 m/s respecto al agua, la velocidad de la corriente es 0.8 m/s hacia el Este,el río tiene una anchura de 80m.

    a) Calcula la velocidad del nadador respecto a la orilla.

    b)La distancia que ha recorrido el nadador al cruzar el río.

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    Jerónimo
    el 30/12/18

    v=√(vx²+vy²)=√(0,8)²+(1,6)²=1,79 m/s   

    Aplicando movimiento uniforme  (v=e/t)  como los movimientos son independientes calculamos el tiempo en llegar a la orilla y=vy*t

    t=y/vy=80/1,6= 50s

    La distancia recorrida por el nadador será =v*t=1,79*50=89,5 m

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    Angel
    el 30/12/18

    Hola, cómo se razonaría este ejercicio?

    La solución es Vj = (1/2) Vmax.

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    Jerónimo
    el 30/12/18

    Llamamos x  a la longitud total recorrida. El movimiento  de Josie es siempre  a  v cte            x=vj*tf

    El recorrido de Josie tiene dos partes, x1 acelerando y x2 frenando siendo         x=x1+x2

    Usando la ecuación del  MUA    x=1/2 at²


    1º parte: (Acelerando)         a=Δv/Δt=(vm-vo)/(tf-to)=vm/tf      pues vo=0 m/s    y   to=0s

    x1=1/2 (vm*tm)

    2º parte: (Frenando)           a= Δv/Δt=(vf-vm)/(tf-tm)= -vm/(tf-tm)      vf=0 m/s  .En este movimiento hay velocidad inicial (MUA)  x=vot+1/2mv²  quedando:

    x2=vm(tf-tm)-1/2vm*(tf-tm)=1/2vm(tf-tm)

    Como x=x1+x2         vj*tf=1/2 (vm*tm)+1/2vm*(tf-tm)=1/2vm*tm+1/2vm*tf-1/2vm*tm

    vj=1/2vm

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    Angel
    el 7/1/19

    Cómo podría expresar la ecuación v(t) de Reginaldo?

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    carmela
    el 29/12/18

    Buenos días únicos. Esto es correcto?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 29/12/18

    Está planteo correcto en principio, Carmela.

    Solo tienes que revisar el resultado de la velocidad lineal del martillo cuando el atleta lo suelta:

    v0√( 75*9,8/sen(90°) ) = √(735) ≅ 27,111 m/s.

    Luego, tienes para la velocidad angular del alambre para ese instante:

    ω0 = v0/R = √(735)/1,10 ≅ 24,646 rad/s.

    Luego, observa que te faltó plantear la expresión de la aceleración angular, y para ello observa que tienes en tu enunciado que el martillo giró seis vueltas y media, por lo que su desplazamiento angular total es:

    θ = 6,5*2π = 13π rad.

    Luego, planteas la ecuación velocidad angular-aceleración angular-desplazamiento angular de Movimiento Circular Uniformemente Variado, y queda:

    2*α*(θ - θi) = ω2ωi2;

    luego, si consideras que la posición inicial y la velocidad angular inicial son nulas, cancelas términos nulos y la ecuación queda:

    2*α*θ = ω2,

    aquí divides por 2*α en ambos miembros, y queda:

    α ω2/(2*θ);

    luego, observa que tienes que la posición angular final es: θ = 13π rad,

    y que la velocidad angular final del giro es: ω = ω0  24,646 rad/s;

    luego, reemplazas valores en la expresión de la aceleración angular, y queda:

    α  24,6462/(2*13π 24,6462/(26π≅ 7,437 rad/s2.

    Espero haberte ayudado.

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    Jerónimo
    el 29/12/18

    El planteamiento es correcto pero tienes la calculadora en RADIANES y debes ponerla  en GRADOS. Debe dar 24,65 rad /s

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    carmela
    el 29/12/18

    Muchísimas gracias a los dos. Sois de gran ayuda

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  • Usuario eliminado
    el 28/12/18


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 28/12/18

    1)

    Planteas las expresiones de las funciones elongación, velocidad y aceleración del oscilador, y queda:

    x(t) = A*sen(ω*t),

    v(t) = ω*A*cos(ω*t),

    a(t) = -ω2*A*sen(ω*t),

    y observa que consideramos que la fase inicial es igual a cero porque se considera el desplazamiento del oscilador desde desde su posición de equilibrio, y que consideramos positivo al coeficiente de la expresión de la función porque el oscilador se desplaza en sentido positivo a partir de su posición de equilibrio en el inicio de su movimiento.

    Luego, planteas la expresión de la pulsación (o frecuencia angular) en función de la constante elástica y de la masa del oscilador, y queda:

    ω = √(k/M) = √(8/0,5) = √(16) = 4 rad/s.

    Luego, planteas para la amplitud de oscilación cuyo valor tienes en tu enunciado:

    A = 10 cm = 0,1 m.

    Luego, reemplazas los valores remarcados en las expresiones de las funciones, y queda:

    x(t) = 0,1*sen(4*t),

    v(t) = 4*0,1*A*cos(4*t),

    a(t) = -42*0,1*sen(4*t);

    luego, resuelves coeficientes , y queda:

    x(t) = 0,1*sen(4*t) (1),

    v(t) = 0,4*cos(4*t) (2),

    a(t) = -1,6*sen(4*t) (3).

    a)

    Planteas la expresión de la posición en estudio: x = 6 cm = 0,06 m en la ecuación señalada (1), y queda:

    x(t) = 00,6 ( en m), sustituyes la expresión señalada (1), y queda:

    0,1*sen(4*t) = 0,06, multiplicas por 10 en ambos miembros, y queda:

    sen(4*t) = 0,6 (4), planteas la expresión del coseno en función del seno, y queda:

    cos(4*t) = √( 1 - sen2(4*t) ) = √(1 - 0,62) = √(1 - 0,36) = √(0,64) = 0,8 (5);

    luego, reemplazas el valor señalado (5) en la expresión señalada (2), y queda:

    v(t) = 0,4*0,8 = 0,32 m/s, por lo que tienes que el módulo de la velocidad en el instante en estudio queda:

    |v(t)| = 0,32 m/s;

    luego, reemplazas el valor señalada (4) en la expresión señalada (3), y queda:

    a(t) = -1,6*0,6 = -0,96 m/s2, por lo que tienes que el módulo de la aceleración en el instante en estudio queda:

    |a(t)| = 0,96 m/s2;

    y observa que no tuvimos la necesidad de calcular el valor correspondiente del instante en estudio.

    b)

    Planteas la expresión de la posición en estudio: x = 8 cm = 0,08 m en la ecuación señalada (1), y queda:

    x(t) = 00,8 ( en m), sustituyes la expresión señalada (1), y queda:

    0,1*sen(4*t) = 0,08, multiplicas por 10 en ambos miembros, y queda:

    sen(4*t) = 0,8, compones en ambos miembros con la función inversa del seno, y queda:

    4*t ≅ 0,295π rad (aproximadamente: 53,13° ≅ (53,13/180)π rad), divides por 4 en ambos miembros, y queda:

    ≅ 0,232 s, que es el valor del instante en estudio.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 28/12/18

    2)

    Tienes el valor de la masa del oscilador:

    M = 2 g.

    Considera la expresión general de la función velocidad del oscilador:

    v(t) = ω*A*sen(ω*t + φ) (1).

    Considera al expresión de la función velocidad del oscilador que tienes en tu enunciado:

    v(t) = 5*sen( (π/2)*t + 3π/2 ) (2) (en cm/s).

    a)

    Comparas las expresiones señaladas (1) (2), y tienes las ecuaciones:

    ω*A = 5 (3);

    ω = π/2 rad/s (4) (pulsación, o frecuencia angular);

    φ = 3π/2 (fase inicial);

    luego, reemplazas el valor remarcado y señalado (4) en la ecuación señalada (3), y queda:

    (π/2)*A = 5, multiplicas por 2/π en ambos miembros, y queda: A = 10/π cm ≅ 3,183 cm (amplitud de oscilación).

    b)

    Evalúas las expresiones de la función señalada (2) para el instante inicial (t = 0), y queda:

    v(0) = 5*sen( (π/2)*0 + 3π/2) = 5*sen(3π/2) = 5*(-1) = -5 cm/s;

    luego, planteas la expresión de la energía cinética inicial, y queda:

    EC(0) = (1/2)*M*v(0)2, reemplazas el valor de la masa del oscilador y el valor de su velocidad inicial, y queda:

    EC(0) = (1/2)*2*(-5)2 = 1*25 = 25 erg;

    luego, integras la expresión de la función velocidad que tienes en tu enunciado, y tienes que la expresión de la función elongación queda:

    x(t) = -(10/π)*cos( (π/2)*t + 3π/2 ), evalúas esta expresión para el instante inicial (t = 0), y queda:

    x(0) = -(10/π)*cos( (π/2)*0 + 3π/2 ) = -(10/π)*cos(3π/2) = -(10/π)*0 = 0;

    luego, planteas la expresión de la constante elástica en función de la masa del oscilador y de la pulsación, y queda:

    k = M*ω2, reemplazas valores, y queda:

    k = 2*(π/2)2 = 2*π2/4 = π2/2 din/cm;

    luego, planteas la expresión de la energía potencial elástica en el instante inicial, y queda:

    EP(0) = (1/2)*k*x(0)2, reemplazas valores, y queda:

    EP(0) = (1/2)*(π2/2)*(0) = 0.

    Espero haberte ayudado.

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    Adri Berna
    el 28/12/18


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    Jerónimo
    el 28/12/18

    Te hago el 6

    w=2πf=2π5=10π rad/s    x=Asen(wt+ρ)         A/2=Asen ρ       ρ=π/6 rad

     x=0,1sen(10πt+π/6) m

     v=0,1 10π cos(10πt+π/6)= π cos(10πt+π/6) m/s

    T=1/f=1/5=0,2 s               a max=-Aw²=-0,1 (10π)²= - 98,69m/s²

    K=w²m=(10π)²0,03=29,6 N/m                      Fmax=-KA=-29,6 *98,69= -2927N

    En x=A   v=0  Ec=0      Emecánica=Ep=1/2KA²=1/2 *29,6* (0,1)²=0,148 J


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    Adri Berna
    el 29/12/18

    No entendi nada😓

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    Jerónimo
    el 29/12/18

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 29/12/18

    6°)

    Tienes los datos:

    M = 30 g = 0,03 Kg (masa del oscilador),

    f = 5 Hz (frecuencia de oscilación, y recuerda: 1 Hz = 1 1/s = 1 s-1),

    A = 10 cm = 0,1 m (amplitud de oscilación).

    Luego, planteas la expresión de la pulsación (frecuencia angular) en función de la frecuencia de oscilación, y queda:

    ω = 2π*f = 2π*5 = 10π rad/s.

    Luego, planteas las expresiones generales de las funciones elongación, velocidad y aceleración de Movimiento Armónico Simple, y quedan:

    x(t) = A*sen(ω*t + φ),

    v(t) = ω*A*cos(ω*t + φ),

    a(t) = -ω2*A*sen(ω*t + φ).

    Reemplazas el valor de la pulsación y el valor de la amplitud en las expresiones de las funciones, resuelves coeficientes, y queda:

    x(t) = 0,1*sen(10π*t + φ) (1),

    v(t) = π*cos(10π*t + φ) (2),

    a(t) = -10π2*sen(10π*t + φ) (3).

    a)

    Tienes la condición inicial:

    t = 0, x = A/2 = 0,1/2 = 0,05 m;

    luego, reemplazas estos valores en la ecuación señalada (1), cancelas el término nulo en el argumento del seno, y queda:

    0,05 = 0,1*sen(φ), divides por 0,1 en ambos miembros, y queda:

    0,5 = sen(φ), compones en ambos miembros con la función inversa del seno, y queda:

    π/6 = φ (fase inicial);

    luego, reemplazas este valor en las expresiones de las funciones señaladas (1) (2) (3), y queda:

    x(t) = 0,1*sen(10π*t + π/6) (1*) (elongación),

    v(t) = π*cos(10π*t + π/6) (2*) (velocidad),

    a(t) = -10π2*sen(10π*t + π/6) (3*) (aceleración).

    b)

    Planteas la expresión del periodo de oscilación en función de la frecuencia de oscilación, y queda:

    T = 1/f = 1/5 = 0,2 s.

    Luego, observa que la función aceleración alcanza sus valores extremos cuando su factor trigonométrico es igual a -1 o a 1, por lo que tienes que el módulo de las aceleraciones extremas queda:

    |ae(t)| = |-10π2*(±1)| 10π2 m/s2.

    c)

    Planteas la expresión del módulo de la fuerza extrema en función del módulo de la aceleración extrema, y queda:

    |Fe(t)| = |M*ae(t)| = |M|*|ae(t)| = 0,03*10π2 = 0,3π2 N.

    Planteas la expresión de la pulsación en función de la constante elástica y de la masa del oscilador, y queda:

    k/M = ω2, multiplicas por M en ambos miembros, y queda:

    k = ω2*M = (10π)2*0,03 = 100π2*0,03 = 3π2 N/m

    d)

    Planteas la condición de posición correspondiente en uno de los puntos de máxima elongación, y queda:

    x(t) = A, 

    sustituyes la expresión señalada (1*), reemplazas el valor de la amplitud de oscilación, y queda:

    0,1*sen(10π*t + π/6) = 0,1,

    divides por 0,1 en ambos miembros, y queda:

    sen(10π*t + π/6) = 1 (4).

    Luego, observa que el seno del argumento toma el valor 1, por lo que puedes plantear que el valor del coseno es:

    cos(10π*t + π/6) = 0 (5).

    Luego, reemplazas el valor señalada (4) en la ecuación señalada (1*), resuelves, y queda:

    x(t) = 0,1 m;

    luego, planteas la expresión de la energía potencial elástica para la posición extrema, y queda:

    EPe(t) = (1/2)*k*x(t)2

    reemplazas los valores de la constante elástica y de la posición, y queda:

    EPe(t) = (1/2)*3π2*0,1 = 0,15*π2 J;

    Luego, reemplazas el valor señalado (5) en la ecuación señalada (2*), resuelves, y queda:

    v(t) = 0;

    luego, planteas la expresión de la energía cinética para la posición extrema, y queda:

    ECe(t) = (1/2)*M*v(t)2,

    reemplazas los valores de la masa y de la velocidad, y queda:

    ECe(t) = (1/2)*0,03*02 = 0 J.

    Luego, planteas la expresión de la energía mecánica del sistema, recuerda que es la misma en todo instante, en función de las energías potencial y cinética en el punto de posición extrema, y queda:

    EM = EPe(t) + ECe(t) = 0,15*π2 + 0 = 0,15*π2 J.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 29/12/18

    7°)

    Planteas las expresiones generales de las funciones elongación, velocidad y aceleración, y queda:

    x(t) = A*sen(ω*t + φ),

    v(t) = ω*A*cos(ω*t + φ),

    a(t) = -ω2*A*sen(ω*t + φ).

    Luego, tienes las condiciones iniciales:

    a(0) = 0,

    v(0) = -5 (en cm/s);

    luego, sustituyes las expresiones evaluadas de las funciones aceleración y velocidad, cancelas términos nulos en los argumentos, y queda:

    -ω2*A*sen(φ) = 0,

    ω*A*cos(φ) = -5;

    divides por -ω2*A en ambos miembros de la primera ecuación, y queda:

    sen(φ) = 0, compones en ambos miembros con la función inversa del seno, y queda:

    φ = 0 o φ = π, elegimos el segundo valor (observa el signo en la segunda ecuación), y queda:

    ω*A*cos(π) = -5, resuelves el factor trigonométrico, y queda:

    ω*A*(-1) = -5, divides en ambos miembros por -1, y queda:

    ω*A = 5 (1).

    Luego, tienes en tu enunciado el valor de la frecuencia de oscilación (f = 0,25 Hz), planteas la expresión de la pulsación (frecuencia angular) en función de la frecuencia de oscilación, y queda:

    ω = 2π*f = 2π*0,25 = 0,5π rad/s (2);

    luego, reemplazas el valor señalado (2) en la ecuación señalada (1), y queda:

    0,5π*A = 5, multiplicas por 2 y divides por π en ambos miembros por 0,5π, y queda:

    A = 10/π cm (3).

    Luego, reemplazas el valor de la pulsación señalado (2), el valor de la amplitud de oscilación señalado (3) y el valor de la fase inicial que tienes remarcado, todos en las expresiones de las funciones elongación, velocidad y aceleración, resuelves coeficientes, y queda:

    x(t) = (10/π)*sen(0,5π*t + π) (respuesta b),

    v(t) = 5*cos(0,5π*t + π),

    a(t) = -2,5π*sen(0,5π*t + π).

    a)

    Planteas los valores de las tres funciones para el instante inicial, y queda:

    x(0) = (10/π)*sen(0,5π*0 + π) = (10/π)*sen(π) = (10/π)*0 = 0 cm,

    v(0) = 5*cos(0,5π*0 + π) = 5*cos(π) = 5*(-1) = -5 cm/s,

    a(0) = -2,5π*sen(0,5π*0 + π) = -2,5π*sen(π) = -2,5π*0 = 0 cm/s2.

    Espero haberte ayudado.

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    Walter Manosalvas
    el 28/12/18

    Hola me pueden ayudar con el siguiente ejercicio ?


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    Jerónimo
    el 28/12/18


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    ALOFRE
    el 27/12/18

    Hola, agradecería que alguien me dijese en que me equivoco en este ej tan simple

    2. En lo alto de una rampa de L = 10 m de larga y un 50 % de pendiente se encuentra una caja de madera, que posee una masa de m1 = 150 kg y tiene un coeficiente de rozamiento estático con la rampa de µs = 0,3 y cinemático de µk = 0,25. Se pide: a. Velocidad al final de la rampa.

    Analizando el esquema: mgsen(α)-Fr=m*a ; mgsenα-mgμcosα=ma --> gsenα-gμcosα=a (obtengo que α=26,57º y tomo el coef de rozamiento dinámico) a= 2,19 m/s^2 ; mediante la ec del MRUA t = (2*L/a)^1/2 = 3,02 s

    y vf=a*t= 6´61 m/s y debería dar vcaja = 7,9 m/s; 

    Agradecería infinitamente ayuda Felices Fiestas!!!!

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    Jerónimo
    el 27/12/18

    No veo fallo en tu planteamiento y resolución

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    Alex MV
    el 27/12/18

    Hola Buenas, tengo un ejercicio de física al que no le consigo resolver. Seguramente sea muy facil, pero ya llevo unas cuantas horas intentando resolverlo y nada. Alguna pista??

    Al trasladar una carga q de un punto A al infinito se realiza un trabajo de 1,25 J. Si se traslada del punto B al infinito su trabajo sera de 4,5 J; a) calcula el trabajo realizado al desplazar la carga del punto A a B. ¿que propiedad del campo electrico has utilizado?. b) si q= -5 (las unidades son el signo de unicoos por C ), Calcula el potencial electrico en los puntos A y  B.


    me hariais un gran favor.  Gracias

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    Jerónimo
    el 27/12/18


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    carmela
    el 26/12/18

    Hola únicos. No entiendo la pregunta sobre la velocidad mínima que tiene que alcanzar el gato. ¿Me dais alguna pista?

    Un gato quiere saltar sobre una presa situada a 1 m de

    distancia en horizontal y a 30 cm de altura. Calcular la velocidad mínima de

    despegue que tiene que imprimir a su cuerpo para alcanzarla. Si salta con

    una velocidad inicial de 4 m/s, ¿con qué ángulo debe despegar para caer

    sobre la presa?

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    Jerónimo
    el 26/12/18


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    Jerónimo
    el 26/12/18

    A partir de la expresión para la altura máxima y el alcance y recordando que sen2α=2 senα cosα, sustituyes datos 

    y=Vo²sen²α/2g

    x=Vo²sen2α/g

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 27/12/18

    Te ayudo con la primera parte:

    a)

    Recuerda la ecuación de la trayectoria para Movimiento Parabólico:

    y = x*tanα - (1/2)*( g/(v02*cos2α) )*x2 (1).

    Luego, observa que consideramos que el desplazamiento del móvil comienza en el punto: (0;0), que su punto cumbre (observa que es el vértice de la parábola) es: (1;0,3), y que su punto de alcance es: (2,0).

    Luego, planteas la ecuación general cartesiana de una parábola con vértice en el punto (1;0,3), y queda:

    y = a*x2 + b*x + c (2);

    reemplazas las coordenadas del punto inicial de la trayectoria: (0;0) en la ecuación señalada (2), cancelas términos nulos, y queda:

    0 = c;

    reemplazas las coordenadas del punto de alcance: (2;0) en la ecuación señalada (2), reemplazas el valor remarcado, cancelas términos nulos, y queda:

    0 = a*22 + b*2, resuelves coeficientes, y queda:

    0 = 4*a + 2*b, divides por -2 en todos los términos, y queda

    0 = -2*a - b, sumas b en ambos miembros, y queda:

    b = -2*a (3);

    remplazas las coordenadas del punto cumbre: (1;0,3) y el valor remarcado en la ecuación señalada (2), cancelas términos nulos, y queda:

    0,3 = a*12 + b*1, resuelves coeficientes, y queda:

    0,3 = a + b, sustituyes la expresión señalada (3), y queda:

    0,3 = a - 2*a, resuelves el último término, y queda:

    0,3 = -a, sumas a y restas 0,3 en ambos miembros, y queda:

    a = -0,3;

    reemplazas este último valor remarcado en la ecuación señalada (3), resuelves, y queda:

    b = 0,6.

    Luego, reemplazas los tres valores remarcados en la ecuación señalada (2), cancelas el término nulo, y la ecuación de la trayectoria queda:

    y = -0,3*x2 + 0,6*x, conmutas términos, y queda:

    y = 0,6*x - 0,3*x2 (4).

    Luego, comparas términos entre las ecuaciones de la trayectoria señaladas (1) (4), igualas coeficiente a coeficiente, y queda el sistema de ecuaciones:

    tanα = 0,6, aquí compones con la función inversa de la tangente, y queda: α ≅ 30,964°.

    -(1/2)*( g/(v02*cos2α) ) = -0,3, multiplicas por 2 en ambos miembros, y queda:

    -2*g/(v02*cos2α) = -0,6, multiplicas por v02 en ambos miembros, y queda:

    -2*g/cosα = -0,6*v02, sumas 0,6*v02 y sumas 2*g/cosα en ambos miembros, y queda:

    0,6*v02 = 2*g/cosα, divides por 0,6 en ambos miembros, simplificas en el segundo miembro, y queda:

    v02 = g/(0,3*cosα), extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros, y queda:

    v0√( g/(0,3*cosα) ), resuelves (consideramos: g = 9,8 m/s2), y queda:

    v0 ≅ 6,172 m/s.

    Espero haberte ayudado.

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