La resistencia del aire y la velocidad vertical en problemas de física
En física, se puede calcular la gravedad y la resistencia del aire afectan a la velocidad vertical de un objeto volador. Por ejemplo, si desea que una bola para permanecer en el aire durante un cierto periodo de tiempo, se puede calcular la rapidez con que ha de moverse cuando usted lo lanza.
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He aquí algunas preguntas de práctica que puede probar.
Preguntas de práctica
Una botella de cohetes incendios recta hasta fuera de la tierra, aterrizaje 2,8 segundos más tarde, en el mismo lugar desde el que se puso en marcha. ¿Cuánto tiempo después de su lanzamiento hace el cohete alcanza su punto más alto, suponiendo que no hay resistencia del aire?
Redondea tu respuesta a la décima de segundo.
Sam lanza una bola de billar 1.2 kilogramos hacia arriba en el aire, donde se somete a una resistencia del aire equivalente al 10 por ciento de su peso. Si el balón llega a la cúspide de su vuelo después de 2.7 segundos, con lo que la velocidad no Sam tirar la bola de billar en el aire?
Redondea tu respuesta al metro más cercano por segundo.
Respuestas
Las siguientes son las respuestas a las preguntas de la práctica:
1,4 s
Cuando un proyectil lanza desde y tierras en la misma posición vertical, que alcanza su vértice (punto más alto) a mitad del viaje - tanto en términos de distancia horizontal recorrida y el tiempo de vuelo. Por lo tanto, el cohete alcanza su punto más alto de vuelo después
29 m / s
Peso es vernácula para fuerza de gravedad, por lo que la fuerza de resistencia del aire FF es igual a 0,1FG, dónde FG es la fuerza de la gravedad. Dibuje un diagrama de cuerpo libre:
La fuerza de fricción FF (la resistencia del aire) apunta a la baja debido a la fricción siempre se opone al movimiento de un objeto, que - en el camino de la pelota al punto más alto - es hacia arriba. Ahora, utilice el formulario vigor de la segunda ley de Newton para calcular la aceleración de la bola de billar:
El vértice (punto más alto) del arco de un proyectil es el lugar donde los cambios de velocidad vertical del proyectil de un (hacia arriba) valor positivo a un valor negativo (hacia abajo) una. Por lo tanto, su velocidad vertical en la parte superior debe ser 0 metros por segundo (el único número entre positivos y negativos). Así que utilice la fórmula de velocidad-tiempo para despejar la velocidad inicial de la bola en el lanzamiento, 2,7 segundos antes de que tenga una velocidad "final" de 0 metros por segundo:
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