viernes, 19 de julio de 2024

Física UBA XXI Final Feb 24 T2 4. Mecánica

El dibujo representa a un motociclista que recorre y abandona una rampa con una rapidez de 98,0 km/h.

El tramo final forma un ángulo de 36,9° respecto de la horizontal del suelo y termina a los 4,00 m de altura.

 


 

a)     Calcule la altura máxima – respecto del suelo – que alcanzará el motociclista

 

Ecuaciones horarias

y = yo + voy t – 1/ 2 g t^2

vy = voy – g t

 

Donde

y = altura

yo = altura inicial = 4 m

voy = velocidad inicial según y = vo sen 36,9°

vo = velocidad inicial = 98 km/h (1000 m / 1 km) ( 1 h / 3600 s) = 27,2 m/s

g = aceleración de la gravedad = 9,80 m/s2

vy = velocidad según y

t = instante t

 

Reemplazando  en vy (altura máxima vy = 0) y despejando t

t = vo sen 36,9° / g = 27,2 m/s sen 36,9° / 9,8 m/s2 = 1,67 seg

 

Reemplazando en la ecuacion de y

yM = 4 m + 27,2 m/s sen 36,9° 1,67 seg – 1 /2  9,8 m/s2 (1,67 seg)^2 = 17,6 m

 


b)    Calcule a que distancia horizontal – respecto del extremo derecho de la rampa- tocara el suelo

  

Ecuaciones horarias

x = xo + vox t

y = yo + voy t – 1/ 2 g t^2

 

Donde

x = distancia  recorrida

xo = distancia inicial  (al final de la rampa) = 0

vox = velocidad inicial según x  = vo cos 36,9°

y =  altura final = 0 (llega al piso)

t = tiempo

 

Reemplazando en ecuación de la altura ( y)

0 = 4 m  + 27,2 m/s sen 36,9° t – 1/ 2 9,8 m/s2 t^2

 

Las soluciones de esta ecuación cuadrática ( en t)

t1 = 3,56 seg

t2 = -0,229 seg

 

Reemplazando en la ecuación horizontal ( x)

x = 27,2 m/s cos 36,9° 3,56 seg = 77,6 m

 


 

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