Vol1 unidad 5

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CAPÍTULO 5 APLICACIONES DE LA INTEGRAL DEFINIDA Cuando estamos jugando o viendo jugar algún deporte no pensamos en cuestiones de ciencia o de ingeniería. Sin embargo, el diseño de equipamiento deportivo se ha convertido en una empresa muy técnica, con papel importante de las Matemáticas. Una comparación superficial de la raqueta de tenis de madera de 1980 y la Kevlar de 1990 basta para desvelar el impacto dramático de la tecnología en el deporte (véase la fotografía adjunta). Uno de los principales objetivos en el diseño de una raqueta de tenis es crear un «punto dulce» lo más extenso posible. Se llama así a la zona de la raqueta que produce un golpe ideal. Para algunos jugadores, ideal significa máxima potencia, para otros vibración mínima de la raqueta. Ambos conceptos son traducibles en términos de problemas de ingeniería susceptibles de ser analizados mediante integrales definidas. El diseño de una raqueta de tenis comienza por el estudio de la física de la colisión entre la raqueta y la bola. A gran velocidad, una pelota de tenis se aplana casi por completo y las cuerdas de la raqueta se estiran. (Una fotografía notable de este hecho se encuentra en Stretching the Limits, de Lee Torrey, donde también se dan más detalles acerca del punto dulce). La manera en que pelota y cordaje recuperan su forma determina las características del vuelo resultante de la pelota. Medidas detalladas proporcionan gráficas de las fuerzas y desplazamientos de las cuerdas al estirarse y al recuperar su posición natural (véase figura adjunta). Se observa que la energía perdida por rozamiento es proporcional al área entre las dos Fuerza curvas. Además, el giro de la raqueta depende de su centro de masa y de su momento de inercia. Si mencionamos esto aquí es porque el área entre dos curvas, el centro de masa y el momento de inercia de la raqueta se calcuEstiramiento lan usando integrales definidas. Discutiremos Recuperación el área entre curvas en la sección 5.1 y el centro de masa y los momentos en la sección 5.6. Compresión


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