Un
helicóptero como el representado en la figura adjunta comienza
a elevarse del suelo a una velocidad constante
, al tiempo que las aletas principal y secundaria giran con velocidades
también constantes y
.
Sobre el suelo se encuentra un observador que "ve" sobre
una de las aspas principales un insecto que se encuentra casi
en el extremo de ella y se acerca a dicho punto con una velocidad
constante
.
De igual forma, otro insecto se encuentra en las mismas circunstancias
sobre una de las aspas secundarias, siendo su velocidad respecto
al eje de dicha aspa constante y de valor .
¿Cuál es la velocidad de cada uno de los insectos
respecto al hombre?.
RESPUESTA 1
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En este tipo de problemas
la mayor dificultad se presenta al elegir los ejes de coordenadas.
Vamos a resolver en primer lugar el caso primero, para lo cual tomamos
como sistema inercial (SI) uno ligado al hombre y como sistema no inercial
(SIN) uno con origen en el eje de las aletas y de ejes paralelos al SI.
Según las ecuaciones de la cinemática relativa, la expresión
general de la velocidad de un punto respecto a un sistema inercial vale:

y la aceleración viene dada por:

para nuestro caso tenemos:

y sustituyendo en la expresión general, nos queda:

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que son las expresiones que nos dan la velocidad y aceleración
del primer insecto respecto del hombre.
Para el segundo caso hacemos de forma semejante pero considerando que
ahora se tiene Resulta
entonces:


que son las expresiones que nos dan la velocidad y aceleración
del segundo insecto con respecto al observador que está en el suelo.
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