Tiro horizontal, ejemplo en Física 1

Analicemos el siguiente el problema sobre el tiro horizontal:

Problema 1

-Una pelota se lanza de modo horizontal con una rapidez de 30.0 m/s desde un edificio de 20.0 m de altura

-¿Cuánto tiempo tarda, desde que se arroja, en tocar el suelo?

Solución

-Considerando que el tiempo que tarda la pelta en tocar el piso en su movimiento parabólico es igual al tiempo que tardaría si se hubiera dejado de caer verticalmente desde la misma altura

Datos

r = 30.0 m/s

h = 20.0 m

Formula

Sustitución y despeje

Resultado

t = 20.0 s

Problema 2

Una esfera de acero se arroja horizontalmente a 30.0 m/s desde lo alto de un edificio de 50.0 m de altura

-¿A qué distancia de la ase del edificio caerá la esfera?

– ¿Cuál es la magnitud de la velocidad con que se impacta la esfera de acero en el piso?

Solución

-Se realiza el esquema del problema:

-Distancia a la que cae la esfera desde la base del edificio

-Para determinar x, primero es necesario determinar t a partir de la ecuación de caída libre

Solución

Datos

v₀ = 30.0 m/s

y = 50.0 m

t = ?

Formula

Sustitución y despeje

Resultado

t = 3.19 s

-Posteriormente se calcula x con la ecuación del movimiento rectilíneo uniforme

Datos

V₀ = 30.0 m/s

t = 3.19 s

x = ?

Formula

Sustitución

x = (30 m/s)(3.19 s)

Resultado

x = 95.8 m

-Magnitud de la velocidad con que la esfera se impacta en el piso

Solución

Es necesario conocer v_x y v_y, primero se obtiene v_y y luego se utiliza este valor para calcular v

Datos

v_x = v₀ =  m/s

t = 3.19 s

v_y = ?

Formula

v_y = gt

Sustitución

v_y = (9.8 m/s²)(3.19 s)

Resultado

v_y = 31.26 m/s

Datos

v_x = v₀ = 30 m/s

v_y = 31.26 m/s

Formula

Sustitución

Resultado

v  = 43.3 m/s