2)
Establece un sistema de referencia con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, con origen de coordenadas a nivel del suelo, y con instante inicial: ti = 0 correspondiente al comienzo de la caída de la piedra.
Luego, plantea las expresiones de las funciones de posición de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado:
y(t) = yi + vi*t + (1/2)*a*t2,
v(t) = vi + a*t;
luego, reemplazas los datos iniciales: yi = 7,5 m, vi = 0, a = -g = -9,8 m/s2, resuelves coeficientes, cancelas términos nulos, y queda:
y(t) = 7,5 - 4,9*t2 (1),
v(t) = -9,8*t (2).
Luego, tienes los datos de la situación en estudio: y(t) = 7,5/2 = 3,75 m, t = a determinar, v(t) = a determinar, luego reemplazas en las ecuación señalada (1), y queda:
3,75 = 7,5 - 4,9*t2, de aquí despejas: t = √(3,75/4,9), resuelves y queda: t ≅ 0,875 s;
luego reemplazas el valor remarcado en la ecuación señalada (2), y queda:
v(0,875) ≅ -9,8*0,875, resuelves y queda: v(0,875) ≅ -8,573 m/s.
Espero haberte ayudado.
3)
Vamos con una orientación.
Establece un sistema de referencia con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, con origen de coordenadas a nivel del suelo, y con instante inicial: ti = 0 correspondiente al comienzo del ascenso del objeto.
Luego, plantea las expresiones de las funciones de posición de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado:
y(t) = yi + vi*t + (1/2)*a*t2,
v(t) = vi + a*t;
luego, reemplazas los datos iniciales: yi = 0, vi = 50 Km/h = 50*1000/3600 = 125/9 m/s ≅ 13,889 m/s , a = -g = -9,8 m/s2, resuelves coeficientes, cancelas términos nulos, y queda:
y(t) ≅ 13,889*t - 4,9*t2 (1),
v(t) ≅ 13,889 - 9,8*t (2).
Luego, planteas la condición de altura máxima (el objeto "no sube ni baja"), y queda:
v(t) = 0, sustituyes la expresión señalada (2), y queda:
13,889 - 9,8*t ≅ 0 (3),
y solo queda que despejes el valor del instante en estudio (t) de la ecuación señalada (3), para luego reemplazarlo y resolver en la ecuación señalada (1) para obtener el valor de la altura máxima que alcanza el objeto.
Espero haberte ayudado.
4)
Observa que los dos ciclistas se desplazan con Movimiento Rectilíneo Uniforme, ya que el primero recorre 6 Km cada media hora y el segundo recorre 5 Km cada media hora.
Luego, plantea la expresión de la función de posición de MRU (observa que expresamos las posiciones en Kilómetros y los instantes den horas):
x = xi + v*(t - ti) (1).
Luego, tienes los datos iniciales para el primer ciclista:
ti = 15:30 hs = 15,5 h,
xi = 0,
v = 6/(1/2) = 12 Km/h;
luego reemplazas valores en la ecuación señalada (1), cancelas el término nulo, y queda:
xA = 12*(t - 15,5) (2),
y observa que la gráfica tiempo-posición es una semirrecta con origen en el punto: (15,5;0), que pasa por los puntos (16;6) y (16,5;12) (te dejo la tarea de hacer el gráfico cartesiano).
Luego, tienes los datos iniciales para el segundo ciclista:
ti = 15:30 hs = 15,5 h,
xi = 5 Km,
v = 5/(1/2) = 10 Km/h;
luego reemplazas valores en la ecuación señalada (1), y queda:
xB = 5 + 10*(t - 15,5) (3),
y observa que la gráfica tiempo-posición es una semirrecta con origen en el punto: (15,5;5), que pasa por los puntos (16;10) y (16,5;15) (te dejo la tarea de agregar esta semirrecta al gráfico cartesiano.
Luego, planteas la condición de encuentro:
xA = xB, sustituyes las expresiones señaladas (2) (3), y queda:
12*(t - 15,5) = 5 + 10*(t - 15,5), distribuyes en ambos miembros, y queda:
12*t - 186 = 5 + 10*t - 155, reduces términos semejantes en ambos miembros, y queda:
12*t - 186 = 10*t - 150, restas 10*t y sumas 186 en ambos miembros, y queda:
2*t = 36, divides por 2 en ambos miembros, y queda:
t = 18 h;
luego, reemplazas este valor remarcado en las expresiones de las funciones de posición señaladas (2) (3), resuelves, y en ambas queda:
x = 30 Km,
y observa que las dos semirrectas que has dibujado se cortan en el punto: E(18;30).
Espero haberte ayudado.
En la numero 2 por que utilizas la gravedad negativa si es caida libre?
Observa que en el ejercicio (2) planteamos un eje de posiciones OY vertical con sentido positivo hacia arriba, y como el vector aceleración gravitatoria tiene sentido hacia abajo, entonces consignamos que la aceleración es -g.
Espero haberte ayudado.
