Autor Tema: Demostración Tiro vertical

0 Usuarios y 1 Visitante están viendo este tema.

15 Julio, 2018, 06:29 am
Leído 3939 veces

ferbad

  • $$\Large \color{#c88359}\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 781
  • País: ar
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
Hola amigos podrían ayudarme con el siguiente ejercicio Muchas gracias

Una pelota se lanza hacia arriba con una velocidad inicial \( V_0 \) . Su velocidad a la mitad de la altura máxima es

a) 0,5 \( V_0 \)
a) 0,25 \( V_0 \)
a) 1 \( V_0 \)
a) 0,707 \( V_0 \)

15 Julio, 2018, 07:24 am
Respuesta #1

martiniano

  • Moderador Global
  • Mensajes: 2,327
  • País: es
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
Hola.

Si llamamos \( H \) a la altura máxima, \( V_0 \) a la velocidad inicial y \( V \) a la velocidad de la altura máxima, entonces igualando las energías mecánicas del punto más bajo al punto más alto:

\( \displaystyle\frac{1}{2}mV_0^2=mgH \)

Y las energías mecánicas entre el punto más bajo y el punto medio:

\( \displaystyle\frac{1}{2}mV_0^2=\displaystyle\frac{1}{2}mgH+\displaystyle\frac{1}{2}mV^2 \)

Combinando:

\( \displaystyle\frac{1}{2}mV_0^2=\displaystyle\frac{1}{4}mV_0^2+\displaystyle\frac{1}{2}mV^2 \)

Despejas \( V \) y listo.

Saludos.

15 Julio, 2018, 11:26 pm
Respuesta #2

Juan Pablo Sancho

  • Moderador Global
  • Mensajes: 6,562
  • País: es
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
Otro camino, tienes que en la altura máxima la velocidad final será cero, entonces:
\( v_f = 0 = v_0 - g \cdot t_{max}  \) este tiempo será el que nos de la altura máxima:
\( H = v_0 \cdot t_{max} - \dfrac{1}{2} \cdot g \cdot t_{max}^2  \)
Ahora usa la fŕmula para la aceleración constante:
\( v_f^2 - v_o^2 = 2 \cdot a \cdot m  \) donde \(  a = -g  \) y \( m = \dfrac{H}{2}  \)

27 Febrero, 2022, 10:50 pm
Respuesta #3

ferbad

  • $$\Large \color{#c88359}\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 781
  • País: ar
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
Muchas gracias amigos. No logro comprender como termina el procedimiento de Juan Pablo el de energía lo entendí perfecto

27 Febrero, 2022, 11:34 pm
Respuesta #4

Richard R Richard

  • Ingeniero Industrial
  • $$\Large \color{#9c57a6}\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 4,054
  • País: ar
  • Karma: +2/-0
  • Sexo: Masculino
  • Dentro de la ciencia todo,fuera de la ciencia nada
Otro camino, tienes que en la altura máxima la velocidad final será cero, entonces:
\( v_f = 0 = v_0 - g \cdot t_{max}  \) este tiempo será el que nos de la altura máxima:
Cuando lanzas la pelota hacia arriba en determinado momento dejara de ascender y comenzara a bajar, en ese punto la velocidad de la pelota en dirección vertical es nula, con la fórmula que te dió puedes calcular despejar el tiempo que te lleva alcanzar ese punto de altura máxima \( t_{max} \).

\( H = v_0 \cdot t_{max} - \dfrac{1}{2} \cdot g \cdot t_{max}^2  \)
Ahora con ese tiempo calculas la máxima altura que alcanzo la bola usando el tiempo que tardo en ascender , si partió de altura cero de referencia llegara hasta la altura  H

luego  usas H para calcular el tiempo que te llevara llegar hasta H/2
\( H/2 = v_0 \cdot t - \dfrac{1}{2} \cdot g \cdot t^2  \)

despejas t mediante una cuadrática

luego vuelve a la formula  \( v_f=v_o-gt \) reemplaza el valor de t  y compara con las opciones dadas



Ahora usa la fŕmula para la aceleración constante:

\( v_f^2 - v_o^2 = 2 \cdot a \cdot m  \) donde \(  a = -g  \) y \( m = \dfrac{H}{2}  \)
Esta es una forma mas directa donde \( v_f \) es la velocidad que buscas  (es el mismo procedimiento anterior pero reducido a una sola formula, o la versión simplificada de la aplicación del método energético)
si reemplazas lo que te dice Juan Pablo y despeja , llegas a

\( v_f=\sqrt{v_o^2-2 g H/2} \)
fijate a que resultado se corresponde .
Ya te lo comentará con sus palabras Juan Pablo.
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

28 Febrero, 2022, 12:12 am
Respuesta #5

JCB

  • $$\Large \color{#c88359}\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 660
  • País: es
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
Hola a tod@s.

Utilizando la Cinemática, lo haría de la siguiente manera: primero determino la altura máxima que alcanza la pelota.

\( \cancelto{0}{v_f^2} =v_0^2-2gh \)

\( h=\dfrac{v_0^2}{2g} \)

Después determino la velocidad \( v' \) para \( h'=\dfrac{h}{2}=\dfrac{v_0^2}{4g} \), utilizando la misma expresión.

\( v'^2=v_0^2-2gh'=v_0^2-2g\dfrac{v_0^2}{4g}=\dfrac{v_0^2}{2} \)

\( v'=\dfrac{v_0}{\sqrt{2}} \)

Saludos cordiales,
JCB.
"Lo consiguieron porque no sabían que era imposible", autor: Jean Cocteau.

28 Febrero, 2022, 04:16 am
Respuesta #6

Juan Pablo Sancho

  • Moderador Global
  • Mensajes: 6,562
  • País: es
  • Karma: +0/-0
  • Sexo: Masculino
Vamos lo que han dicho todos:

\( v_f = 0 = v_0 - gt_{max}  \)    luego \(  \dfrac{v_0}{g} = t_{max}  \)

\( H = v_0 \cdot t_{max} - \dfrac{1}{2} \cdot g \cdot t_{max}^2 =  \dfrac{v_0}{g} - \dfrac{1}{2} \cdot g \cdot (\dfrac{v_0}{g})^2 = \dfrac{v_0^2}{g} - \dfrac{1}{2} \cdot g \cdot (\dfrac{v_0}{g})^2 = \dfrac{1}{2g} \cdot v_0^2  \)

Nos queda \( H \cdot  2 \cdot g = v_0^2  \).

Luego:
\( v_{H/2}^2 - v_0^2 = 2 \cdot (-g) \cdot \dfrac{H}{2}  \)
\( v_{H/2}^2 =  v_0^2 + 2 \cdot (-g) \cdot \dfrac{H}{2}  \)
\( v_{H/2}^2 =  H \cdot \cdot 2 \cdot g + 2 \cdot (-g) \cdot \dfrac{H}{2}  \)
\( v_{H/2}^2 =  H \cdot  g = \dfrac{1}{2g} \cdot v_0^2  \cdot g = \dfrac{1}{2} \cdot v_0^2  \)
\( |V_{H/2}| = \dfrac{\sqrt{2}}{2} \cdot v_0  \)