• Asignatura: Física
  • Autor: polonasa
  • hace 8 años

¿Cómo calcular el ángulo de desplazamiento? - Movimiento bidimensional


Cordial saludo.


El ejercicio dice asi y tengo los siguientes datos:


Un esquiador de masa “m” baja por una colina cubierta de nieve (Ignore la fricción entre la colina y el esquiador). En el momento en que deja la colina, la componente horizontal inicial de la velocidad tiene una magnitud de v1 = 28,5 m/s. La parte baja de la colina está a una altura del suelo de v2 = 56,9 m; ubique el origen del sistema de coordenadas en el punto en que el esquiador deja la colina:


Datos:


v1 = v1 = 28,5 m/s     (componente horizontal inicial de la velocidad)

Velocidad inicial en eje y = 0 m/s

v2 = 56,9 m   (altura)

Tiempo de caída en la nieve = 3,40 s

Espacio horizontal “x” recorrido = 193,46 m


He tratado de calcular el ángulo de desplazamiento del que el esquiador parte del punto de origen en base al despeje de las fórmulas del movimiento bidimensional y a los datos obtenidos pero no logro conseguirlo / no estoy seguro de los resultados que obtengo (así me han dicho que lo haga). 

Por favor, ¿me podreis orientar, indicarme que y como debo hacerlo o qué fórmula / procedimiento debo aplicar?. Muchas gracias de antemano.

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Respuestas

Respuesta dada por: benjamin1018
4
Tiempo que tardará el esquiador en caer a la nieve

Al ser un lanzamiento horizontal, inicialmente la velocidad es:

V = ( 28,5 i + 0 j ) m/s

Importante acotar que:

Vx = 28,5 m/s (constante durante todo el movimiento ⇒ MRU)

Vy ⇒ variable a lo largo de su componente (MRUV)

Por lo tanto, para calcular el tiempo que duró en el aire ⇒ Δh = (1/2)*(g)*(t)^2

Δh = 56,2 m ⇒ altura que cayó el esquiador a la nieve

56,9 m = (1/2)*(9,8 m/s^2)*(t)^2

t^2 = (2 * 56,9 m) / (9,8 m/s^2)

t = 3,41 s ⇒ tiempo que duró el esquiador en el aire

El espacio horizontal recorrido

x = Vx * t

x = ( 28,5 m/s ) * ( 3,41 s )

x = 97,12 m ⇒ espacio horizontal recorrido

Magnitud de velocidad (rapidez) con que llega a la nieve:

Calculemos la velocidad en vertical con la que llega a la nieve:

Vf = g*t

Vf = (9,8 m/s^2)*( 3,41 s )

Vf = 33,42 m/s ⇒ velocidad en vertical al impactar la nieve

El módulo de la velocidad ⇒ rapidez

| V | = √ [ (28,5)^2 + (33,42)^2 ]

| V | = 43,92 m/s ⇒ rapidez con la que llega al suelo

Vector de posición final:

x = ( 97,12 i - 56,9 j ) m ⇒ porque la referencia es en la cima de la colina

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