Un objeto de masa 3 kg está en reposo. Ahora se aplica una fuerza F = 6t ^ 2i + 2tj N sobre el objeto. ¿Encontrar la velocidad del objeto en t = 3 segundos?

La fuerza por definición es la tasa de cambio de momento. En el presente caso, la fuerza depende del tiempo. Deje en cualquier momento t la velocidad del cuerpo ser u. Deje que la velocidad cambie a v en el intervalo de tiempo dt, es decir, en el tiempo t + dt, la velocidad del cuerpo es v.

Cambio en el impulso del cuerpo en el intervalo de tiempo dt = mv – m u.

Fuerza sobre el cuerpo (se supone que no ha cambiado durante el intervalo dt) = (mv – mu) / dt.

Cambio en el momento en el intervalo de tiempo dt = F dt = (6 t² i + 2 t j ) dt.

En el presente caso, la fuerza depende del tiempo, por lo que al integrar podemos obtener el cambio en el momento y al poner los límites obtenemos el valor del cambio en el momento durante ese intervalo. Rendimientos integrales,

Cambio en el momento = [ 6 i / 3 + 2 t² j / 2] = 2 t³ i + j.

Poniendo los límites 0s a 3s, en 2 t³ i + j, obtenemos el cambio en el impulso en el cuerpo en el intervalo de tiempo 0s a 3s = 54 i + 9 j.

Entonces, cambie el momento = 54 i + 9 j = mv – mu.

Al bucear por la masa de 3 kg obtenemos un cambio en la velocidad en el intervalo de 0s a 3s = 18 i + 3 j.

Ahora en el tiempo t = 0s, la velocidad u = 0 cuando el cuerpo está en reposo.

Entonces, la velocidad del cuerpo en t = 3s es 18 i + 3 j.

Debido a la falta de símbolos para la interacción, y al no conocer el látex, recurrí a la descripción del proceso de integración, pero escribí la respuesta con la esperanza de que se agregue a nuestra comprensión sobre cómo resolver estos casos.

Por favor chicos Deja de pedir tus preguntas de tarea. Tienes que hacerlo tú mismo.

F = ma = mdv / dt

mdv / dt = 6t ^ 2i + 2tj o mdv = (6t ^ 2i + 2tj) dt

Al integrar el lado izquierdo de 0 (como si fuera reposo) a v (velocidad a los 3 segundos) y el lado derecho de 0 a 3 obtenemos mv = 54i + 9j

Entonces v = 1 / m (54i + 9j) = 1/3 (54i + 9j) = 18i + 3j