Un jugador de bowling impulsa su bola de 5,8 kgf de peso con una fuerza de 11,6 kgf durante 0,4 segundos soltándola a 30 cm del piso. Observa su bola que rueda durante 1 minuto sin rozamiento significativo con el piso y golpea los pinos. Determinar:
A.- La energía de la bola al ser soltada. (18,83 Joules)
B.- La velocidad con que la bola impacta los pinos. (0,784 m/seg)
c.- El largo de la línea de la cancha. (23,52 m)
Respuestas
La energía de la bola al ser soltada es igual a Em = 18.83 J
La velocidad con que la bola impacta los pinos es igual a V2 = 0.784m/s
El largo de la línea de la cancha es igual a d = 23.52m
Datos:
F: Fuerza con la que el jugador de Bowling impulsa su bola:
F = 11.6Kgf * (9.8066N/Kgf)
F = 113.76 N
Dt: Lapso de tiempo que tarda la fuerza aplicada sobre la bola
Dt = 0.04s
t: tiempo que tarda la bola desde que toca el piso hasta que impacta los pinos, t = 30s
El producto de la fuerza media por el tiempo que es ejercida, se llama impulso de fuerza. De la segunda ley de Newton :
- Fmedia = m * a
- Fmedia = m * DV / Dt
- Fmedia * Dt = m * (V2 - V1)
- 113.76 N * 0.04s = 5.8 Kg * (V2 - 0)
- V2 = 0.784m/s
Con este valor podemos encontrar la energía mecánica de la bola por definición:
- Em = Ec + Ep
- Em = (1/2) * m * V² + (m * h * g)
- Em =( 0.5 * 5.8Kg * (0.78m/s)² ) + (5.8Kg * 0.3m * 9.81 m/s²)
- Em = 1.76 J + 17.07J
- Em = 18.83 J
La velocidad con la que la bola impacta los pinos es la misma velocidad horizontal con la que fue lanzada pues suponemos que no hay perdidas por fricción ni por el impacto de la bola con el piso:
- V2 = 0.784m/s
Por ser un MRU la distancia recorrida se halla así:
- V = d / t
- d = V * t
- d = 0.784m/s * 30s
- d = 23.52m