miércoles, 23 de marzo de 2022

Física UBA XXI Final 21 14 Cinemática (2 dimensiones)

Con la finalidad de disparar proyectiles a velocidades cada vez más grandes, se encuentran en el desarrollo y perfeccionamiento los cañones electromagnéticos, también llamados “cañones de riel” (rail guns). En estos cañones no se emplean explosivos para impulsar a los proyectiles sino que son fuerzas magnéticas las que lo hacen.

En los primeros ensayos, empleando un cañón de 7,50 m de longitud, la marina estadounidenses, disparo un proyectil de 3200 gr a una velocidad de 2000 km/h. Si el cañón estaba apuntando hacia arriba formando un ángulo de 35º respecto de la horizontal, su boca a nivel del suelo y despreciando el rozamiento con el aire. A que distancia del cañón el proyectil impactara en el suelo al final de su trayectoria?

(g =  9,8 m/s2)

 


 

□ a. 2,07 x 104 m

□ b. 1,48 x 104 m

□ c. 3,61 x 104 m

■ d. 2,96 x 104 m

 

Ecuaciones horarias

 

x = xo + vox t

y = yo + voy t – 1/ 2 g t^2

 

donde

x = distancia en el instante t

xo = posición inicial = 0

vox = componente horizontal de la velocidad = vo cos 35º

vo = velocidad inicial  = 2000 km/h = 555,56 m/s

t = tiempo transcurrido en llegar al piso

y = altura final = 0 (llega al suelo)

yo = altura inicial = 0            

voy = componente vertical de la velocidad = vo sen 35º

g = aceleración de la gravedad  = 9,8 m/s2

 

reemplazando en la ecuación según el eje y

0 = 555,56 m/s sen 35º t  – 1/ 2 * 9,8 m/s2 t^2

 

Ecuación cuadrática en t, tiene dos soluciones

t1 = 0 (el momento que parte el proyectil)

t2 =  555,56 m/s sen 35º / (1/ 2 * 9,8 m/s2) = 65,03 seg

 

reemplazando en la ecuación según el eje x

x = 555,56 m/s cos 35º * 65,03 seg = 29.594,75 m =2,96 x 104 m

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