Tiempo de contacto de una pelota lanzada contra el suelo (5324)

, por F_y_Q

Se avienta una pelotita contra una superficie horizontal con una velocidad de $$$ 6\ \text{m}\cdot \text{s}^{-1}$$$ y rebota con una velocidad de $$$ 4\ \text{m}\cdot \text{s}^{-1}$$$, tal y como se muestra en la figura. Si la aceleración media producida por el choque fue $$$ 16\sqrt{7}\ \text{m}\cdot \text{s}^{-2}$$$, determina el intervalo de tiempo de contacto entre la pelotita y la superficie.

P.-S.

La aceleración media es el cociente entre la variación de la velocidad y el tiempo, por lo tanto, puedes despejar el tiempo para ponerlo como:

$$$ \color{forestgreen}{\bf{t = \dfrac{\Delta v}{a}}}$$$ (Ec. 1)

La clave del ejercicio está en determinar la variación en la rapidez de la pelotita. Lo puedes hacer en cada dirección:
Dirección horizontal (eje X):

$$$ \color{forestgreen}{\bf{\Delta \vec v_x = \vec v_{2x} - \vec v_{1x}}} = (4\cdot cos\ 30^o - 6\cdot cos\ 30^o)\ \vec i = \color{royalblue}{\bf{-1.74\ \vec i}}$$$

Dirección vertical (eje Y):

$$$ \color{forestgreen}{\bf{\Delta \vec v_y = \vec v_{2y} - \vec v_{1y}}} = (4\cdot sen\ 30^o - 6\cdot sen\ 30^o)\ \vec j = \color{royalblue}{\bf{5\ \vec j}}$$$

La variación de la velocidad es:

$$$ \color{royalblue}{\bf{\Delta \vec v = -1.74\ \vec i + 5\ \vec j}}$$$

El módulo de este vector es:

$$$ \Delta \text{v} = \sqrt{(-1.74)^2 + 5^2} = \color{royalblue}{\bf{5.29\ m\cdot s^{-1}}}$$$

Si vuelves a la Ec. 1 y sustituyes:

$$$ \require{cancel} \text{t} = \dfrac{5.29\ \cancel{\text{m}}\cdot \cancel{\text{s}^{-1}}}{16\sqrt{7}\ \cancel{\text{m}}\cdot \text{s}^{-\cancel{2}}} = \color{firebrick}{\boxed{\bf 0.125\ s}}$$$