Hola Pablo.

Como se deja caer, quiere decir que no se le aplica ninguna velocidad inicial (vo). Por lo tanto (vo=0). Ahora, lo que nos interesa es saber la velocidad final (vf) con la que llega la bola al suelo. Este inciso lo podemos resolver ya sea por Cinemática o por Mecánica. Acá te dejare los dos procedimientos, toca de ti escoger el de tu agrado o el que más fácil te resulte.

Por Cinemática:

Teniendo la velocidad inicial (vo), la altura (h) y la constante gravitatoria (g) podemos saber la velocidad final (vf) utilizando la ecuación " vf² = vo² + 2 . g . h ". Como la velocidad inicial es cero, la ecuación la podemos reducir a " vf² = 2 . g . h ". Una vez hecho esto, tan solo debemos reemplazar los datos en la ecuación y desarrollar las operaciones.

vf² = 2 . g . h ; vf = √ 2 . g . h ; vf = √ ( 2 ) ( 9.8 m/s² ) ( 5 m ) = √ 98 m²/s² = 7√2 m/s ◄


Por Mecánica:

Sabemos que la energía se conserva en este sistema ya que no hay rozamiento con el aire. Por lo tanto, podemos afirmar que la energía potencial (U) que tiene la bola cuando está a la altura mencionada será la misma energía que tendrá cuando llegue al suelo, solo que transformada en energía cinética (K). Todo esto mencionado lo podemos resumir a la ecuación " E₁ = E₂ ". Recordando que " U = m . g . h " y que "K = ½ . m . v² ".

E₁ = E₂

U = K

m . g . h = ½ . m . v²

g . h = ½ . v²

v = √ 2 . g . h = √ ( 2 ) ( 9.8 m/s² ) ( 5 m ) = √ 98 m²/s² = 7√2 m/s ◄


Dos caminos distintos, pero la respuesta es exactamente la misma. Ahora que conocemos este dato, podemos saber la desaceleración que tuvo la bola al momento de incrustarse en el suelo arenoso. Aquí haremos uso de la misma ecuación cinemática usada arriba, solo que considerando ahora un movimiento desacelerado. Por lo tanto veras que la velocidad que obtuvimos como "velocidad final" arriba ahora actúa como velocidad inicial y la velocidad final es cero ya que se trata de un movimiento distinto al anterior (Caída Libre). Despejando la incógnita, reemplazando y desarrollando:


v² = vo² + 2 . a . h

vo² + 2 . a . h = 0

2 . a . h = - vo²

a = - vo² / 2 . h = - ( 7√2 m/s )²/ ( 2 ) ( 0.4 m ) = - 245/2 m/s² ◄


Nota que primero debemos transformar las unidades al Sistema Internacional de Medidas (SI); ( 40 cm ( 1 m / 100 cm ) = 0.4 m ). Importante también mencionar el signo negativo, que no indica precisamente que se trata de una desaceleración.

Finalmente para dar por concluido el ejercicio aplicamos la Segunda Ley de Newton " Σ F = m . a " donde debemos tan solo reemplazar los datos e incógnitas obtenidas y desarrollar.


Σ F = m . a ; F = m . a = ( 100 kg ) ( - 245/2 m/s² ) = -12250 N ◄ RESPUESTA


Cabe decir que yo trabaje con raíces y fracciones para no perder decimales y desviar la respuesta. Pero si es de tu agrado trabajar con decimales, puedes hacerlo. Para gusto los colores haha. Eso sería todo. Espero haberte ayudado.

Saludos!

Muchas gracias

Fue un placer. Suerte!

¿Podrías poner un ejemplo? Por favor :)

Lo siento, pero yo tampoco entiendo tu duda... Con un ejemplo concreto, desarrollado todo lo que puedas, sería mejor...

De acuerdo. Subo dos fotos. En la primera tengo una exponencial con la cuál es difícil trabajar y, aplicando logaritmos, transformo dicha gráfica en una lineal. Mi duda es si este tipo de transformaciones afecta a las unidades de las magnitudes representadas en los ejes OX y OY.

La otra foto.

Es más fácil de lo que parece....
Te dicen que F=k.A.v².... de donde k=F/(A.v²)... ¿sus unidades?
Teniendo en cuenta que la fuerza (F=m.a) se mide en newtons (o en su equivalente Kg.m/s²), que A se mide en m² y que v se mide en m/s....
k=Kg.m/s² / (m².m²/s²) = kg/m³....

Tambien te tocará hallar el volumen de la esfera ((4/3)π.R³ siendo R=0,5 cm....... v=0.5236 cm³
Y aplicar densidad = masa/ volumen... masa = d.v =(0,9 g/cm³) . 0.5236 cm³ = 0,4712 gramos = 0,4712 .10^(-3) Kg...
Para que descienda con velocidad constante la fuerza de rozamiento debe compensar al peso (P=m.g), de donde...
.....F= 0,4712. 10^(-3) . 9,8 m/s² =4,62.10^(-3) N

Sustituye ahora esa vuerza en la formula F=k.A².v², teniendo en cuenta que te dan v=1,2 m/s, y que el area será A=π.0,005² en metros cuadrados...
Terminalo tú ¿ok?.. Besos!

P.D. La proxima vez, por fi, intenta aportar algo más... Se trata de que el trabajo duro sea el tuyo....
Si te dan radio y es una esfera, calcula el volumen de una esfera... si te dan la densidad y ya sabes el volumen, podrás hallar la masa... etc, etc,etc...
Cuidado con las unidades...

Vale, perfecto. Muchisimas gracias David!!!

En la parada, la velocidad final es 0, y la incial 10m/s... Por eso debería haberte quedado... 0=10+(-5).t..... 5t=10... t=2s.... ¿mejor?

Vale ya lo he entendido, muchas gracias David!

Para los dos primeros revisa todos los videos de planos inclinados y poleas...
FISICA - Fuerza de Rozamiento y poleas
Plano inclinado
FISICA Polea Simple
Para el ultimo... Estática - Diagrama del cuerpo libre
Se trata de que DESPUES DE IR A CLASE (ver los vídeos relacionados con vuestras dudas) enviéis dudas concretas, muy concretas. Y que nos enviéis también todo aquello que hayais conseguido hacer por vosotros mismos. Paso a paso, esté bien o mal. No solo enunciados de 3 en 3..... De esa manera podremos saber vuestro nivel, en que podemos ayudaros, cuales son vuestros fallos.... Y el trabajo duro será el vuestro. #nosvemosenclase Nos cuentas ¿ok?

Este fue mi ejercicio 1:

Ejercicio 2:

Ejercicio 3:

Y disculpe lo desordenado y el manchón jeje.

Debes ver primero los videos de "principio de conservación de la energia mecanica" y los de "trabajo de rozamiento"...
FISICA - Principio de conservacion de la Energia Mecanica
FISICA - Trabajo de Rozamiento
Se trata de que DESPUES DE IR A CLASE (ver los vídeos relacionados con vuestras dudas) enviéis dudas concretas, muy concretas. Y que nos enviéis también todo aquello que hayais conseguido hacer por vosotros mismos. Paso a paso, esté bien o mal. No solo el enunciado. De esa manera podremos saber vuestro nivel, en que podemos ayudaros, cuales son vuestros fallos.... Y el trabajo duro será el vuestro. #nosvemosenclase Nos cuentas ¿ok? Besos!

Para el primer apartado, estos vídeos... Tiro Vertical - Caída libre o FISICA - Principio de conservacion de la Energia Mecanica
Para el segundo, FISICA - Trabajo de Rozamiento
Para que no digas... Wr=-Fr.d = -Fr.0,7 = ΔEm = Emf-Emo = Epf - Eco, siendo Emf=m.g.(-0,7) y Eco=(1/2)m.v², siendo "v" la velocidad con la que cayó al suelo que has obtenido en el apartado anterior. Lo que te piden es Fr...

Para la próxima, se trata de que DESPUES DE IR A CLASE (ver los vídeos relacionados con vuestras dudas) enviéis dudas concretas, muy concretas. Y que nos enviéis también todo aquello que hayais conseguido hacer por vosotros mismos. Paso a paso, esté bien o mal. No solo el enunciado. De esa manera podremos saber vuestro nivel, en que podemos ayudaros, cuales son vuestros fallos.... Y el trabajo duro será el vuestro. #nosvemosenclase Nos cuentas ¿ok? BESOS!

Echale un vistazo... FISICA Caida libre con dos cuerpos CINEMATICA MRUA unicoos Es casi identico...
Se trata de que DESPUES DE IR A CLASE (ver los vídeos relacionados con vuestras dudas) enviéis dudas concretas, muy concretas. Y que nos enviéis también todo aquello que hayais conseguido hacer por vosotros mismos. Paso a paso, esté bien o mal. No solo el enunciado. De esa manera podremos saber vuestro nivel, en que podemos ayudaros, cuales son vuestros fallos.... Y el trabajo duro será el vuestro. #nosvemosenclase Nos cuentas ¿ok?

Puedes aplicar Ley de Snell, que dice que n1 senα = n2 senβ donde los ángulos son medidos con respecto a la vertical, entonces aplicando a tu ejercicio sabemos que α<β, por tanto senα
n1 senα = n2 senβ

n2 / n1 =senα /senβ

Como senα


Para el medio 2 y 3, aplicamos lo mismo, sabemos que φ>δ, por lo que senφ>senδ y si aplicamos snell

n2 senφ = n3 senδ

senφ / senδ = n3/n2

Como senφ>senδ entonces senφ/senδ>1, (por poner otro ejemplo 1,2) luego n3= 1,2 n2, por lo que n3>n2



Para el medio 1 y 3, sabemos que α>φ, entonces senα>senφ

n1 senα = n3 senφ

n1/ n3 = senφ / senα

pero como senα>senφ, entonces senφ / senα<1, (por poner otro ejemplo más 0,3), luego n1=0,3 n3, luego n1
Por lo que las tres premisas son verdaderas :)

S = Vo*t + 1/2*a*t^2 ( Siendo S (espacio), Vo (velocidad inicial), a (aceleración), t (tiempo) )

V^2 - Vo^2 = 2*a*S

0^2 - 20^2 = 2*(-4)*S , por tanto S = 50m.

Volvemos a la equación inicial, 50 = 20*t + 1/2*4*t^2 ; t^2 - 10t + 25 = 0 ; t = 5 s.

Vf=V0 +at -20 m/s= -4 x t t=5 s

Se trata de que DESPUES DE IR A CLASE (ver los vídeos relacionados con vuestras dudas) enviéis dudas concretas, muy concretas. Y que nos enviéis también todo aquello que hayais conseguido hacer por vosotros mismos. Paso a paso, esté bien o mal. No solo el enunciado. De esa manera podremos saber vuestro nivel, en que podemos ayudaros, cuales son vuestros fallos.... Y el trabajo duro será el vuestro. #nosvemosenclase Nos cuentas ¿ok?

Echale un vistazo... Movimiento Rectilineo Uniformemente acelerado MRUA #nosvemosenclase