Una partícula se mueve con una velocidad dada por [math] \ vec {v} = v_o \ hat \ imath + a \ omega \ cos \ omega t \ hat \ jmath [/ math]. La partícula está en origen en el momento [math] t = 0 [/ math]. ¿Cuál es la trayectoria de la partícula?

* A2A: –

[matemáticas] \ implica \ vec {v} = v_o \ hat \ imath + a \ omega \ cos \ omega t \ hat \ jmath [/ math]

[math] \ star [/ math] Tomando el componente horizontal como [math] v_x [/ math] y el vertical como [math] v_y [/ math] tenemos: –

[matemáticas] \ implica v_x = v_o [/ matemáticas]

[math] \ implica \ dfrac {\ mathrm {d} x} {\ mathrm {d} t} = v_o [/ math]

[matemáticas] \ implica \ displaystyle \ int_0 ^ x \ mathrm {d} x = v_o \ displaystyle \ int_0 ^ t \ mathrm {d} t [/ math]

[math] \ implica \ boxed {x = v_ot} [/ math]

[matemáticas] \ implica \ en caja {t = \ dfrac {x} {vo}} \ quad \ ldots (1) [/ matemáticas]

[math] \ star [/ math] De manera similar para [math] y [/ math] tenemos: –

[matemáticas] \ implica v_y = a \ omega \ cos \ omega t [/ matemáticas]

[matemáticas] \ implica \ dfrac {\ mathrm {d} y} {\ mathrm {d} t} = a \ omega \ cos \ omega t [/ math]

[matemáticas] \ implica \ displaystyle \ int_0 ^ y \ mathrm {d} y = a \ omega \ displaystyle \ int_0 ^ t \ cos \ omega t \, \ mathrm {d} t [/ math]

[math] \ implica \ boxed {y = a \ sin \ omega t} [/ math]

[math] \ star [/ math] Sustituyendo [math] t [/ math] de [math] (1) [/ math] obtenemos: –

[math] \ implica \ boxed {y = a \ sin \ left (\ dfrac {\ omega x} {v_o} \ right)} [/ math]

[matemática] \ estrella [/ matemática] Entonces, la trayectoria de la partícula será una onda sinusoidal con una amplitud de [matemática] \ text {A} = a [/ matemática] y un período de tiempo de [matemática] \ text {T} = \ dfrac {2 \ pi v_o} {\ omega} [/ math]

La trayectoria es la posición en cualquier momento dado. La velocidad es la tasa de cambio de posición con respecto al tiempo, es decir, es derivada del tiempo. Entonces, la posición es la anti derivada de la velocidad.

Como se le da velocidad y desea posición, debe integrarse con respecto al tiempo. Obtendrá una constante de integración (recuerde que cuando integra tiene que agregar el infame + c), que puede resolver conectando la condición inicial dada, que está en el origen x = 0 en t = 0.