Question

Un niño está parado en un trampolín y lanza una piedra a una piscina. La piedra es lanzada desde una altura de 2.50 m sobre la superficie del agua con una velocidad Vo= 4 m/s a un ángulo de 60°
sobre la horizontal.
Encuentra la Magnitud y direccion con la choca contra el agua

Answer 1

La magnitud y la dirección de la velocidad con la que la piedra choca contra la superficie del agua es igual a:

Vf = 6.36 m/s, en un angulo de impacto sobre la horizontal de α = 71.67°

Aplicando el principio de conservación de la energía mecánica podemos calcular la velocidad de la piedra al momento de chocar con la superficie del agua:

• (1/2) * m * Vo² + m * h * g = (1/2) * m * Vf² + 0
• (1/2) * (4m/s)² + 2.50 m * 9.8m/s² = (1/2) * Vf²
• Vf² = 2* (1/2) * (4m/s)² + 2.50 m * 9.8m/s²
• Vf = 6.36 m/s

Ahora calculamos la componente horizontal de la velocidad, la cual va a ser constante durante todo el movimiento:

• Vx = Vo * cos(60°)
• Vx = 4m/s * 0.5
• Vx = 2 m/s

Con este valor calculamos el angulo en relación con la horizontal aprovechando la definición de coseno:

• cos(α) = Vx/ Vf
• cos(α) = 2m/s / 6.36m/s
• α = 71.67°