1. El problema pide determinar el desplazamiento, velocidad promedio, rapidez, aceleración y cambio de dirección para el movimiento dado por la función $s = t^2 - 3t + 2$ en el intervalo $0 \leq t \leq 2$.
2. La función de posición es $s(t) = t^2 - 3t + 2$. Primero, calculamos el desplazamiento como la diferencia entre la posición final y la inicial:
$$\text{Desplazamiento} = s(2) - s(0) = (2^2 - 3\cdot 2 + 2) - (0^2 - 3\cdot 0 + 2) = (4 - 6 + 2) - 2 = 0 - 2 = -2$$
3. La velocidad promedio se calcula como el desplazamiento dividido por el tiempo transcurrido:
$$\text{Velocidad promedio} = \frac{s(2) - s(0)}{2 - 0} = \frac{-2}{2} = -1$$
4. La rapidez promedio es el total recorrido dividido por el tiempo. Calculamos la posición en puntos intermedios para ver el recorrido:
- $s(0) = 2$
- $s(1) = 1^2 - 3\cdot 1 + 2 = 1 - 3 + 2 = 0$
- $s(2) = 0$
El cuerpo se mueve de 2 a 0 (distancia 2), luego permanece en 0. La rapidez promedio es:
$$\text{Rapidez promedio} = \frac{\text{distancia total}}{\text{tiempo}} = \frac{2}{2} = 1$$
5. La velocidad instantánea es la derivada de $s(t)$:
$$v(t) = s'(t) = 2t - 3$$
La aceleración es la derivada de la velocidad:
$$a(t) = v'(t) = 2$$
Evaluamos en los extremos:
- En $t=0$: $v(0) = 2\cdot 0 - 3 = -3$, $a(0) = 2$
- En $t=2$: $v(2) = 2\cdot 2 - 3 = 1$, $a(2) = 2$
6. Para determinar si el cuerpo cambia de dirección, buscamos cuando la velocidad cambia de signo, es decir, cuando $v(t) = 0$:
$$2t - 3 = 0 \Rightarrow t = \frac{3}{2} = 1.5$$
Como $1.5$ está dentro del intervalo $[0,2]$, el cuerpo cambia de dirección en $t=1.5$.
7. Resumen:
- Desplazamiento: $-2$ metros
- Velocidad promedio: $-1$ m/s
- Rapidez promedio: $1$ m/s
- Velocidad en extremos: $v(0) = -3$, $v(2) = 1$
- Aceleración constante: $2$ m/s²
- Cambio de dirección en $t=1.5$ segundos
Movimiento Recta 8Aa6Ee
Step-by-step solutions with LaTeX - clean, fast, and student-friendly.