Autor Tema: Problema de Tiro Oblicuo

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05 Junio, 2022, 10:31 pm
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Chorite

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¿Me dan una mano para encarar el problema?

Un futbolista está a punto de patear un tiro libre. Enseguida recuerda sus clases de tiro oblicuo y hace mentalmente los cálculos necesarios para que la pelota pase por arriba de la barrera. La distancia entre el punto de disparo y la barrera es de 18,66 metros, y el contrincante más alto mide 1,87 metros. Además, para que, luego de pasar la barrera, la pelota vaya directo al ángulo, calcula que lo ideal es patear con una velocidad de 30 m/s y un ángulo de 12°.

a) ¿Pasará el disparo por arriba de la barrera?
b) ¿Y si la barrera estaba a 12 metros del pateador?



06 Junio, 2022, 12:09 am
Respuesta #1

Richard R Richard

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Hola Leandro, tu tienes como datos la velocidad inicial en módulo y el ángulo de disparo una de las formas de resolver lo que te piden es la siguiente, no la única.


Un tiro oblicuo se caracteriza por considerar que en la direccion x  u horizontal la velocidad se conserva es decir es constante (un MRU) e independientemente de ello en la direccion vertical sucede un tiro vertical, donde la gravedad siempre apunta hacia abajo, es decir tienes un MRUA.


Dicho esto por trigonometría puedes calcular la velocidad en las dos direcciones (horizontal y vertical) sabiendo que el ángulo es tomado respecto de la horizontal


Así \( v_x=v\cos\theta=30m/s\cos(12°)= 29.34m/s \) 


Y \( v_y=v\sin\theta=30m/s\sin(12°)= 6.23m/s \)




Ahora puedes calcular el tiempo que tarda sobre la horizontal en alcanzar la barrera .


Sabes que  \( x_b=x_o+v_xt=0+29.34 t=18.66m \) aquí usas las ecuaciones de MRU


de lo cual despejando de los dos últimos términos sacas cuanto vale t


y ahora tienes que averiguar si en ese tiempo la pelota se pudo elevar lo suficiente en contra de la gravedad, para que pase por encima de la barrera.


\( h=h_0+v_yt-\dfrac12gt^2=0+6.23m/st-\dfrac{1}{2}9.8m/s^2t^2 \) aquí usas las ecuaciones de MRUA


 Entonces reemplazas el tiempo que hallaste en la ecuación anterior y calculas \( h \) que será la altura que estará la pelota.


Entonces evalúas si h es mayor  o igual al mas alto de los jugadores pasara por encima y se dirigirá al ángulo convirtiendo, pero si es menor es probable que la desvíe el jugador mas alto.


Has los cálculos y verifica cual de las dos situaciones sucede.


El segundo punto es similar solo tienes que repetir los cálculos pero ahora la distancia a la barrera \( x_b =12m \) y sacar conclusiones nuevamente.



Spoiler
en primer caso la pelota pasa a 1.92m y en el segundo a 1.72m del suelo,  por lo que en el primer caso por encima de los 1.87m que mide el jugador y en la segunda no, ...   Pd esperemos que el jugador alto no salte para poder convertir.
[cerrar]
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

06 Junio, 2022, 02:17 am
Respuesta #2

Chorite

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Hola Leandro, tu tienes como datos la velocidad inicial en módulo y el ángulo de disparo una de las formas de resolver lo que te piden es la siguiente, no la única.


Un tiro oblicuo se caracteriza por considerar que en la direccion x  u horizontal la velocidad se conserva es decir es constante (un MRU) e independientemente de ello en la direccion vertical sucede un tiro vertical, donde la gravedad siempre apunta hacia abajo, es decir tienes un MRUA.


Dicho esto por trigonometría puedes calcular la velocidad en las dos direcciones (horizontal y vertical) sabiendo que el ángulo es tomado respecto de la horizontal


Así \( v_x=v\cos\theta=30m/s\cos(12°)= 29.34m/s \) 


Y \( v_y=v\sin\theta=30m/s\sin(12°)= 6.23m/s \)




Ahora puedes calcular el tiempo que tarda sobre la horizontal en alcanzar la barrera .


Sabes que  \( x_b=x_o+v_xt=0+29.34 t=18.66m \) aquí usas las ecuaciones de MRU


de lo cual despejando de los dos últimos términos sacas cuanto vale t


y ahora tienes que averiguar si en ese tiempo la pelota se pudo elevar lo suficiente en contra de la gravedad, para que pase por encima de la barrera.


\( h=h_0+v_yt-\dfrac12gt^2=0+6.23m/st-\dfrac{1}{2}9.8m/s^2t^2 \) aquí usas las ecuaciones de MRUA


 Entonces reemplazas el tiempo que hallaste en la ecuación anterior y calculas \( h \) que será la altura que estará la pelota.


Entonces evalúas si h es mayor  o igual al mas alto de los jugadores pasara por encima y se dirigirá al ángulo convirtiendo, pero si es menor es probable que la desvíe el jugador mas alto.


Has los cálculos y verifica cual de las dos situaciones sucede.


El segundo punto es similar solo tienes que repetir los cálculos pero ahora la distancia a la barrera \( x_b =12m \) y sacar conclusiones nuevamente.



Spoiler
en primer caso la pelota pasa a 1.92m y en el segundo a 1.72m del suelo,  por lo que en el primer caso por encima de los 1.87m que mide el jugador y en la segunda no, ...   Pd esperemos que el jugador alto no salte para poder convertir.
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Perfecto Richard, ambos resultados son correctos según las respuestas en mi guía de ejercicios. Gracias! :aplauso: