Si lanzamos un cuerpo hacia
arriba desde una altura de 15 metros respecto
al suelo con una velocidad de 30 m/s. ¿Cual sería la
altura maxima que alcanzaria dicho
cuerpo? ¿Cual sería su velocidad al llegar al
suelo?.
Emilio Tomasetti. Alicante (España). setti@arrakis.es
Empecemos con los problemas de
movimientos en vertical bajo la acción de la
gravedad. Te voy a dar el método que yp recomiendo a
mis alumnos para este tipo de problemas. En algunas
ocasiones no es el más rapido, pero siempre funciona.
1º Se elige el sistema de referencia más
adecuado. Normalmente este es
Origen
de alturas....el suelo
Las
posiciones por encima del suelo....positivas
Velocidades y aceleraciones hacia arriba....positivas
Como la
aceleración de la gravedad es hacia abajo siempre
será negativa (-g = -9.8 m/s²)
Tiempos
positivos despues de lanzarlo o dejarlo caer
2º Con estos criterios las fórmulas que se
emplean son siempre:
s = -1/2·g·t² + v0·t + s0
v = -g·t + v0
v² - v0²= -2·g·(s - s0)
3º Para cada apartado del problema fijar los datos
explicitos (aparece un dato con su valor), los datos
implicitos (nos dan una condición o pregunta que fija
un dato...p.ej. cuando llega a la máxima altura el
dato implicito es v=0...Cuando llega al suelo s =
0....) y la incognita (lo que nos piden)
4º Sustituir los datos y resolver el sistema que
resulta
5º Si hay más de un cuerpo emplear subindices
para cada uno de ellos
Aplicado al problema:
Primera pregunta
Paso 3º: s0=15m ; v0=30m/s ; implicito v=0 ;
incognita s
Paso 4º: Sustituyendo en la 3ª fórmula
0² - 30² = - 2·9.8·(s - 15)
-900 = -19.6s + 19.6·15
19.6·s = 900 + 294 = 1194
s = 1194/19.6 = 60.9 m
Segunda pregunta
Paso 3º: s0=15 ; v0=30m/s ; implicito s=0 ;
incognita t
Paso 4º: Empleando la 1ª fórmula
0 =
-4.9·t² + 30·t + 15
resolviendo la ecuación de 2ºgrado en t
t=
(-30+-Raiz(30²+4·4.9·15))/(-2·4.9)
nos dan la soluciones
t1 =
5.59s ; t2= -0.46s
Como nos piden un tiempo posterior al lanzamiento
la solución valida es la positiva, es decir t =5.86s
Si se emplea para g el valor 10 (lo que suele ser
habitual, aunque con las calculadoras actualmente no
tiene mucho sentido) las soluciones
serían: s = 60 m
y t = 5.45 s
Antonio Gros. Ceuta (España)
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