Problemas sobre Cable Colgante

Problema 1: Cable Colgando Aplicando ED

Un cable telefónico suspendido (uniforme y flexible) entre dos soportes verticales, adopta una curva denominada Catenaria. Cuyos valores del peso sobre longitud es w y la tensión horizontal del cable To son conocidas. Determinar la Ecuación del Cable Colgante.

PASO 1: Diagrama de Cuerpo Libre

Un cable telefónico suspendido (uniforme y flexible) entre dos soportes verticales, adopta una cuna denominada Catenaria. Cuyos valores del peso w y la tensión del cable To son conocidas. Determinar la ecuación de la curva caternaria de un Cable Colgante y la longutud de la misma.

 

PASO 2: Determinando las tensiones mediante la primera  Condición de Equilibrio

 

 

PASO 3: Determinando la primera Ecuación Diferencial

 

PASO 4: Determinando la segunda de la Ecuación Diferencial mediante el Teorema de Pitágora y el Cálculo infinitesimal

 

PASO 5: Derivando la primera Ecuación Diferencial de segundo Orden

Método de Reducción de Variables

Teorema de Clairaut: Ecuación diferencial de Clairaut de la forma

 

PASO 6: Determinando la Ecuación Diferencial de la Curva Catenaria

Seno Hiperbólico

Coseno Hiperbólico

Simulador de un Cable Colgante

Simulador Demos

 

PASO 7: Determinando las condiciones de fronteras

Graficando la Catenaria Invertida

Calculando la Longitud y la distancia

Graficando la Catenaria

Longitud de la Catenaria

Wolframalpha

PASO 8: Resolución de la Ecuación Diferencial de la curva Catenaria

 

PASO 9: Determinando la  Función de la Catenaria

Geogebra Clasico

 

PASO 10: Verificando los valores relacionados con la función de la Catenaria

 

SEGUNDA PARTE

 

PASO 11: Determinando la Longitud de la Catenaria

 

PASO 12: Aplicando la tercera condición de frontera

 

 

PASO 13: Determinando la Distancia entre los postes que sostiene el cable suspendido

 

RESOLUCIÓN EN LÍNEA DE LA CATENARIA

 

Conclusiones en Geogebra

Práctica de la Catenaria con GEOGEBRA

Geogebra Clasico

Calculadora Web 2

Calculadora Geogebra

Calculadora Desmos

Video Explicativo

Conceptualizando lo enseñado

 

Online MathTool Longitud Curve

Calculadors Longitud de Curva 1

 

Blogs Cálculo

Google Site Catenaria

Apoyo didáctico para le Cálculo Diferencial

Resolución de Cable Suspendido como parabola

Resolución -1

Resolución o

Resolución 1

Determinar la Ecuación del Cable Colgante

Resolución PDF

Resolución HTML

Resolución 2

Resolución 3

Catenaria WIKI

Funciones Hiperbólicas

Problemas de ED por Reducción de Orden

Derivadas Parciales

Catenaria 2

Estrategia Metodológica para Resolver EDO de Primer y Segundo Orden

 

 

Conceptualizando: 

Metodológia aplicada: Basado en la Resolución de problemas prácticos con el apoyo de las TICS

Interpretación Geométrica de la primera derivada de una función en una variable.

Cálculo de la primera derivada y derivadas sucesivas de una función en una variable.

Identificación del método de integración a utilizar.

Elección adecuada en el método de sustitución del cambio de variable a realizar.

Selección de los elementos a utilizar en la fórmula del método de integración por partes.

Técnica de resolución: Método de Reducción de Orden

Análisis Epistemológico

Categorizando: El enunciado del problema pide clasificar este ejemplo como uno que involucra un análisis energético de la fisión nuclear.

Analizand0: Análisis Didáctica y Situación didáctica:

Interpretación Geométrica de la primera derivada de una función en una variable.

Simulación didáctica:

Cálculo de la primera derivada y derivadas sucesivas de una función en una variable.

Identificación del método de integración a utilizar.

Elección adecuada en el método de sustitución del cambio de variable a realizar.

Selección de los elementos a utilizar en la fórmula del método de integración por partes.

Finalizando: Resolución