Tengo un problema de alcances que dice: un leon puede acelerar a 10m/s", y una gacela a 5 m/s". Si la distancia innicial entre esllos es de 25 m, ¿cuánto tiempo ha de mantener el leon su aceleración para alcanzar la gacela?
Se me plantean varias dudas, si no me da la velocidad inicial qué hago? Supongo que es 0 en ambos casos? Después cuando planteo la ecuación se me van los tiempos. Me podéis indicar cómo hacerlo? Mil gracias
Francisco Javier (o quien pueda ayudarme) ¡socorro! la respuesta correcta es 3.2 s y no raíz de 5. ¿Se te ocurre algo?
Considerando el origen de coordenadas en la posición inicial del león.
posición del león x=1/2 10t²
posición de la gacela x=25+1/2 5t²
Se encontrarán cuando las posiciones se igualen 1/2 10t²=25+1/2 5t²
5t²=25+2,5t² 2,5t²=25 t=√25/2,5=3,16s
Establece un sistema de referencia con origen en la posición inicial del león, con eje OX horizontal con sentido positivo hacia la posición de la gacela, y con instante inicial: ti = 0.
Luego, tienes los datos iniciales para el león (consideramos que este animal se encuentra inicialmente en reposo):
xi = 0, vi = 0, a = 10 m/s2;
luego, planteas la ecuación tiempo-posición de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:
xL = xi + vi*t + (1/2)*a*t2,
reemplazas datos, resuelves coeficientes, cancelas términos nulos, y queda:
xL = 5*t2 (1).
Luego, tienes los datos iniciales para la gacela (consideramos que este animal se encuentra inicialmente en reposo):
xi = 25 m, vi = 0, a = 5 m/s2;
luego, planteas la ecuación tiempo-posición de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:
xG = xi + vi*t + (1/2)*a*t2,
reemplazas datos, resuelves coeficientes, cancelas términos nulos, y queda:
xG = 25 + (5/2)*t2 (2).
Luego, planteas la condición de encuentro, y queda:
xL = XG,
sustituyes las expresiones señaladas (1) (2), y queda:
5*t2 = 25 + (5/2)*t2,
multiplicas por 2/5 en todos los miembros de la ecuación, y queda:
2*t2 = 10 + 1*t2,
restas 1*t2 en ambos miembros, y queda:
t2 = 10, extraes raíz cuadrada en ambos miembros, y queda:
t = √(10) s ≅ 3,162 s, que es el instante de encuentro entre los dos animales;
luego, reemplazas el valor remarcado en las ecuaciones señaladas (1) (2), y queda:
xL = 5*( √(10) )2 = 5*10 = 50 m,
xG = 25 + (5/2)*( √(10) )2 = 25 + (5/2)*10 = 25 + 25 = 50 m,
por lo que tienes que la posición de encuentro es:
xe = 50 m.
Espero haberte ayudado.