¿Desde qué altura se deja caer un objeto que recorre la cuarta parte esa altura en el último segundo de su caída?
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¿Desde qué altura se deja caer un objeto que recorre la cuarta parte esa altura en el último segundo de su caída?
1. Definimos la posición del objeto en caida libre. Es un MRUV:
\[ y = h – \frac{1}{2} g t^2 \]
2. Cuando el objeto llega al suelo, la posición \( y \) es cero. Por lo tanto, la ecuación nos queda de la forma:
\( h = \frac{1}{2} g t^2 \), donde \( t \) es el tiempo total de la caida libre.
3. La posición durante el último segundo se puede definir como (\( t – 1 \) segundos) y además \( y = \frac{h}{4} \), según el enunciado.
4. Igualamos las expresiones del paso 1 y 3 para calcular \( t \) y operamos:
\[ \frac{h}{4} = h – \frac{1}{2} g (t – 1)^2 \]
\[ \frac{1}{4} \cdot \frac{1}{2} g t^2 = \frac{1}{2} g t^2 – \frac{1}{2} g (t – 1)^2 \]
\[ \frac{1}{4} t^2 = t^2 – (t – 1)^2 \]
\[ \frac{1}{4} t^2 = 2t – 1 \]
No aparece una ecuación cuadrática:
\[ \frac{1}{4} t^2 – 2t + 1 = 0 \]
\( t \): \( t = 7.46 \) s (ignoramos la solución menor que 1 s, no tiene sentido en este ejercicio).
5. Susttuimos el tiempo \( t \) en la ecuación del paso 2 para obtener la altura buscada \( h \):
\[ h = \frac{1}{2} g t^2 = \frac{1}{2} \cdot 9.8 \, \text{m/s}^2 \cdot (7.46 \, \text{s})^2 \]
\( h \): \( h = 272 \) m.