Se dispara una flecha que describe una trayectoria parabólica, de modo que su alcance horizontal es a 4,0 veces el valor de su altura máxima.
a. Encuentre el ángulo de lanzamiento de la flecha.
b. Si la velocidad inicial es de 15,0 m/s determine el tiempo de vuelo de la flecha con el ángulo hallado en la parte a.
c. Halle la altura máxima y el alcance horizontal para el ángulo de lanzamiento 40,0 grados; Manteniendo la rapidez y la gravedad constantes, ¿cómo puede obtenerse un mayor alcance horizontal? Justifique su respuesta.
Para la solución de cada interrogante formulado es necesario incluir el procedimiento paso a paso y la explicación detallada del mismo.
Respuestas
El angulo de lanzamiento de la flecha es de
∅ = 45°
asi como el tiempo de vuelo a v =14m/s
t = 2.16 s
Cuando el angulo es de 47° la altura y el alcance maximo es
Ymax = 4.73 m, Xmax = 22.58 m
Para obtener el valor maximo del alcance el valor del angulo debe disminuir, de esta manera la velcocidad en x sera mayor y su desplamiento en el eje sera mayor
Explicación:
Tiro parabolico
Ecuaciones a usar
- Xf = Xo + Voxt
- Yf = Yo +Voyt - gt²/2
- Ymax = Vo²Sen²∅/2g
- Xmax = Vo²Sen(2∅)/g
- t = 2VoSen∅/g
Xmax = 5Ymax
Ymax = Vo²Sen²∅/2g
4Ymax = Vo²Sen(2∅)/g ; Ymax = Vo²Sen(2∅)/4g
Igualamos
Vo²Sen²∅/2g = Vo²Sen(2∅)/4g
Sen²∅/2 = Sen(2∅)/4
Sen²∅/2 = 2Sen∅Cos∅/4
Sen²∅/Sen∅Cos∅ = 4/4
Tan∅ = 4/4
∅ = 45°
Si la velocidad es de 15m/s, el tiempo de vuelo es
t = 2VoSen∅/g
t = 2(15m/s)Sen(45°)/9.81m/s²
t = 2.16 s
Altura maxima para ∅ = 40°
Ymax = (15m/s)²Sen²(40°)/2*9.81m/s²
Ymax = 4.73 m
Alcance maximo
Xmax = (15m/s)²Sen(2*40°)/9.81m/s²
Xmax = 22.58 m
Para obtener el valor maximo del alcance el valor del angulo debe disminuir, de esta manera la velcocidad en x sera mayor y su desplamiento en el eje sera mayor