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Análisis del lanzamiento parabólico de una piedra (6048)
Se lanza una piedra con una velocidad inicial de
formando un ángulo de
con la horizontal. Determina:
a) ¿Cuánto tiempo le tomará llegar al suelo?
b) ¿Cuál será su rapidez al llegar al suelo?
c) El recorrido horizontal para llegar al suelo.
d) ¿Cuáles serán las coordenadas de su punto de máxima altura?
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Ampliación: análisis del movimiento de una pelota lanzada por un pasajero de un tren en movimiento (6010)
Un hombre sobre un vagón abierto de ferrocarril que viaja con rapidez constante de
, quiere lanzar una pelota a través de un aro estacionario a 4.90 m sobre la altura de la mano, de modo que la bola se mueva horizontalmente al pasar por el aro. El hombre lanza la bola con una rapidez de
con respecto a sí mismo:
a) ¿Qué componente vertical debe tener la velocidad inicial de la bola?
b) ¿Cuántos segundos después del lanzamiento la bola atravesará el aro?
c) ¿A qué distancia horizontal del aro se deberá soltar la bola?
d) Cuando la pelota sale de la mano del hombre, ¿qué dirección tiene su velocidad relativa al marco de referencia del vagón? ¿Y relativa al marco de referencia de un observador parado en el suelo?
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Ampliación: radio en el que se dispersan los perdigones disparados por una escopeta (6011)
Una escopeta dispara muchos perdigones hacia arriba. Algunos viajan casi verticalmente, pero otros se desvían hasta
de la vertical. Supón que la rapidez inicial de todos los perdigones es uniforme e igual a 150 m/s e ignora la resistencia del aire.
a) ¿En qué radio del punto de disparo caerán los perdigones?
b) Si hay 1000 perdigones y se distribuyen uniformemente en el círculo del radio calculado en el inciso anterior, ¿qué probabilidad hay de que al menos un perdigón caiga en la cabeza de quien dispara? (Suponga que la cabeza tiene 10 cm de radio.).
c) En realidad, la resistencia del aire tiene varios efectos: frena los perdigones al subir, reduce la componente horizontal de su velocidad y limita la rapidez con que caen. ¿Cuál de esos efectos tenderá a hacer el radio mayor que el calculado en a) y cuál tenderá a reducirlo? ¿Qué efecto global cree que tendrá la resistencia? (Su efecto sobre una componente de velocidad se incrementa al aumentar la magnitud de la componente).
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Velocidad inicial, dirección y masa de un cuerpo lanzado parabólicamente (5900)
La gráfica representa la energía cinética en función de la posición vertical, para una partícula que sigue una trayectoria parabólica. De acuerdo con los datos suministrados, halla la masa de la partícula y la velocidad inicial y dirección de lanzamiento.
Lanzamiento Oblicuo
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Dos cuerpos que se lanzan a la vez, uno vertical y otro oblicuo (5893)
Dos cuerpos se lanzan simultáneamente desde un mismo punto: uno verticalmente hacia arriba, y otro formando un ángulo
con la horizontal. La velocidad inicial de ambos cuerpos es
.
a) Hallar la distancia entre los cuerpos a los 1.7 s.
b) Hallar la distancia entre ellos en el momento en el que los vectores de sus velocidades sean mutuamente perpendiculares.