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Fisica 2° · 2024
Libro de Física 2 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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Cálculo de la longitud recorrida estimada (ARCO) de la unidad óptica

📄 ejercicios fisica 🎓 bachillerato · 2° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

ARCO = área bajo la curva v–t: s = N_total × (Δt·Δv) metros, contando los cuadros bajo la curva en la cuadrícula con la escala definida.

📚 exercise fisica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 2 min lectura

Solución — Página 50

Fisica 2° · 2024

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Ejercicio 50

c

Calculo la longitud recorrida estimada (ARCO) durante el funcionamiento de la unidad óptica (área bajo la curva en la cuadrícula).

El acrónimo ARCO significa Área Bajo la Curva: en un gráfico de velocidad versus tiempo, el área encerrada entre la curva y el eje horizontal equivale a la longitud recorrida s.

Procedimiento en la cuadrícula

  1. Graficar en la cuadrícula los datos de la unidad óptica (eje horizontal: tiempo t; eje vertical: velocidad v), fijando la escala: por ejemplo, cada cuadro horizontal equivale a \Delta t unidades de tiempo y cada cuadro vertical a \Delta v unidades de velocidad.

  2. Determinar el valor de un cuadro pequeño: A_{cuadro} = \Delta t \times \Delta v. Si cada cuadro mide, por ejemplo, 1 \, \text{s} \times 1 \, \text{m/s}, entonces A_{cuadro} = 1 \, \text{m}.

  3. Contar los cuadros bajo la curva: N_{total} = N_{completos} + N_{parciales}, donde los cuadros parciales se suman estimando que N_{parciales} \approx \frac{1}{2}(número de cuadros parciales).

  4. Calcular la longitud recorrida: s = N_{total} \times A_{cuadro} = N_{total} \times (\Delta t \cdot \Delta v)

  5. Alternativamente, si la figura bajo la curva es un triángulo de base b y altura h: s = \frac{b \cdot h}{2} Si es un trapecio de bases a, b y altura h: s = \frac{a + b}{2} \cdot h

  6. Si la curva es una recta de pendiente m y ordenada v_0, la velocidad es v(t) = v_0 + m t y: s = \int_0^{t_f} v(t)\,dt = v_0 t_f + \frac{1}{2} m t_f^{2}

  7. Verificar unidades: [v][t] = (\text{m/s})(\text{s}) = \text{m}, y redondear el resultado a la cifra significativa coherente con la escala elegida.

Respuesta orientativa: La longitud recorrida estimada es s = N_{total} \times A_{cuadro}, es decir, el número total de cuadros bajo la curva multiplicado por el valor de un cuadro; se obtiene leyendo la cuadrícula con la escala definida.

Nota: los valores numéricos de tiempo y velocidad de la unidad óptica se encuentran en la página anterior (literal a y b), por lo que la página solo aporta el área de trabajo.

Contenido de la página

c) Calculo la longitud recorrida estimada (ARCO) durante el funcionamiento de la unidad óptica.

Se entrega una cuadrícula para graficar los datos de la unidad óptica y determinar el área bajo la curva, que equivale a la longitud recorrida:

  • Fijar la escala: \Delta t por cuadro horizontal y \Delta v por cuadro vertical.
  • Valor de un cuadro: A_{cuadro} = \Delta t \times \Delta v.
  • Contar cuadros bajo la curva: completos + parciales (\approx \tfrac{1}{2} de los parciales).
  • s = N_{total} \times A_{cuadro}.
  • Casos especiales: triángulo s = \tfrac{b h}{2}; trapecio s = \tfrac{a+b}{2}h.

Ejemplos resueltos

Un cuerpo se mueve con velocidad constante de 5 \, \text{m/s} durante 4 \, \text{s}. ¿Qué longitud recorrida indica el área bajo la curva?

  1. La figura bajo la curva es un rectángulo de base b = 4 \, \text{s} y altura h = 5 \, \text{m/s}.
  2. s = b \times h = 4 \times 5 = 20 \, \text{m}. Respuesta: s = 20 \, \text{m}.

Fórmulas y ecuaciones

s = \text{Área bajo la curva } v\text{-}t

s = N_{total} \times (\Delta t \cdot \Delta v)

s = \frac{b \cdot h}{2}

s = \frac{a+b}{2} \cdot h

s = \int_0^{t_f} v(t)\,dt = v_0 t_f + \frac{1}{2} m t_f^{2}

Glosario (3)

ARCO
Cuadrícula
Longitud recorrida

Preguntas para practicar

¿Por qué la longitud recorrida corresponde al área bajo la curva de un gráfico velocidad–tiempo?

Porque la distancia es el producto velocidad × tiempo; integrando v(t) respecto al tiempo (sumando infinitos rectángulos de altura v y base dt) se obtiene el área encerrada entre la curva y el eje horizontal, que equivale a s = ∫v dt.

Temas y conceptos clave

CinemáticaÁrea bajo la curva velocidad-tiempoMedición de longitud recorrida con cuadrículaARCO (área bajo la curva)longitud recorridaescala del gráficocuadro de la cuadrículaintegral de la velocidad
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Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se calcula la longitud recorrida a partir de un gráfico de velocidad y tiempo?
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¿Qué significa el acrónimo ARCO en Física?
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¿Cómo se cuenta el área bajo una curva usando una cuadrícula?
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📌 Antes de leer esto
  • • Leer gráficos de velocidad versus tiempo
  • • Contar áreas en una cuadrícula con escala definida
  • • Fórmulas de área de triángulo y trapecio
Siguiente tema sugerido
Cálculo de la aceleración media a partir de la pendiente del gráfico v–t
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c) Calculo la longitud recorrida estimada (ARCO) durante el funcionamiento de la unidad óptica.

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