Question

Una pelota de 3 kg se deja caer desde una altura de 12m y alcanza una velocidad de 10 m/s justo antes de llegar al suelo ¿cual es la fuerza media retardaria ocacionada por la precensia del aire? Si la pelota rebota sobre el suelo con una rapidez de 8m/s ¿cuanta energia habra perdido en el impacto?

Answer 1

La fuerza media retardaria ocasionada por la presencia del aire es igual a Fy = 16.9N

Si la pelota rebota sobre el suelo con una rapidez de 8m/s la energía que  habrá perdido en el impacto es igual a Wfnc = - 54J

Calculamos la aceleración de la pelota conociendo la velocidad que alcanza justo antes de llegar al suelo tomando en cuenta el efecto de la fuerza de roce aplicando la siguiente relación de MRUV:

• Vf² = Vo² + 2* a * d
• (10m/s)² = 0 + 2* a * 12m
• a = 4.17 m/s²

Al aplicar la Segunda Ley de Newton sobre la pelota en el momento que va cayendo, podemos calcular la Fuerza que retarda la caída de la pelota:

• ∑Fy = m *ay
• P - Fy = 3Kg * 4.17m/s²
• 3Kg * 9.8m/s²  -  Fy = 12.5N
• Fy = 29.4N - 12.5N
• Fy = 16.9N

Aplicamos el principio de conservación de la energía a la pelota para el momento antes y después del choque de l pelota con el suelo.

• Wfnc + Emi = Emf
• Wfnc + Eci = Ecf
• Wfnc + (1/2) * 3Kg * (10m/s)² = (1/2) * 3Kg * (8m/s)²
• Wfnc = 96J - 150J
• Wfnc = - 54J