Física - Cinemática - Giovani Colosia (2)

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Un objeto se lanza verticalmente hacia arriba desde el suelo con una velocidad inicial de 20 m/s. Considerando la aceleración debida a la gravedad como -9.8 m/s², resuelve los siguientes problemas:
1. Calcula el tiempo que tarda el objeto en alcanzar su altura máxima.
2. Determina la altura máxima alcanzada por el objeto.
3. Calcula el tiempo total que tarda el objeto en regresar al suelo desde que se lanza.
4. Determina la velocidad del objeto justo antes de tocar el suelo al regresar.
Solución:
1. Para determinar el tiempo que tarda el objeto en alcanzar su altura máxima, podemos utilizar la siguiente ecuación de movimiento vertical:
 vf = vi + at
 Donde:
 vf = velocidad final (0 m/s, ya que el objeto se detiene en su altura máxima)
 vi = velocidad inicial (20 m/s)
 a = aceleración (-9.8 m/s²)
 Resolviendo para t:
 0 = 20 - 9.8t
 9.8t = 20
 t ≈ 2.04 segundos
 Por lo tanto, el objeto tarda aproximadamente 2.04 segundos en alcanzar su altura máxima.
2. Para determinar la altura máxima alcanzada por el objeto, podemos utilizar la siguiente ecuación de movimiento vertical:
 vf^2 = vi^2 + 2as
 Donde:
 vf = velocidad final (0 m/s, ya que el objeto se detiene en su altura máxima)
 vi = velocidad inicial (20 m/s)
 a = aceleración (-9.8 m/s²)
 s = desplazamiento (altura máxima)
 Resolviendo para s:
 0 = (20)^2 + 2(-9.8)s
 400 = -19.6s
 s ≈ -20.41 metros
 La altura máxima alcanzada por el objeto es de aproximadamente 20.41 metros sobre el suelo.
3. El tiempo total que tarda el objeto en regresar al suelo desde que se lanza es el doble del tiempo que tarda en alcanzar su altura máxima. Por lo tanto, el tiempo total es de aproximadamente 2.04 segundos x 2 = 4.08 segundos.
4. Justo antes de tocar el suelo al regresar, el objeto tiene una velocidad que es igual en magnitud pero opuesta en dirección a la velocidad inicial. Por lo tanto, la velocidad es -20 m/s.