1. Planteamos el problema: Una escalera de 10 m está apoyada en una pared vertical. La base se desliza alejándose de la pared a 0,50 m/s. Se pide determinar la rapidez con la que desciende el extremo superior cuando la base está a 6 m de la pared.
2. Definimos variables:
- Sea $x$ la distancia de la base de la escalera a la pared (en metros).
- Sea $y$ la altura del extremo superior de la escalera sobre el suelo (en metros).
3. Relación entre $x$ y $y$:
La escalera forma un triángulo rectángulo con la pared y el suelo, con hipotenusa fija de 10 m.
Por el teorema de Pitágoras:
$$x^2 + y^2 = 10^2 = 100$$
4. Derivamos respecto al tiempo $t$ para relacionar las velocidades:
$$2x \frac{dx}{dt} + 2y \frac{dy}{dt} = 0$$
Simplificando:
$$x \frac{dx}{dt} + y \frac{dy}{dt} = 0$$
5. Despejamos $\frac{dy}{dt}$ (la rapidez con la que desciende el extremo superior):
$$\frac{dy}{dt} = - \frac{x}{y} \frac{dx}{dt}$$
6. Evaluamos en el instante dado:
- $x = 6$ m
- $\frac{dx}{dt} = 0.50$ m/s (la base se aleja, por lo que es positivo)
- Calculamos $y$ usando Pitágoras:
$$y = \sqrt{100 - 6^2} = \sqrt{100 - 36} = \sqrt{64} = 8 \text{ m}$$
7. Sustituimos valores:
$$\frac{dy}{dt} = - \frac{6}{8} \times 0.50 = - \frac{3}{4} \times 0.50 = -0.375 \text{ m/s}$$
8. Interpretación: El signo negativo indica que el extremo superior está descendiendo a una velocidad de 0.375 m/s cuando la base está a 6 m de la pared.
**Respuesta final:** La rapidez con la que desciende el extremo superior es $0.375$ m/s.
Escalera Velocidad Ad1Eba
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