Una pelota que pesa 25 gramos se lanza verticalmente al aire. Tarda 15 segundos en alcanzar su punto más alto. ¿Cuánto tiempo tomaría llegar al suelo desde su punto más alto?

La respuesta a esta pregunta es, de hecho, muy simple.

Algunas cosas para aclarar primero:

  • La pelota se lanza desde la misma altura desde la cual medimos el punto más bajo de su caída (por ejemplo, ¿se lanza la pelota verticalmente desde el suelo?).
  • El único trabajo aplicado a la pelota es el sistema desde el cual se lanzó inicialmente y la fuerza de gravedad constante (si existe la gravedad), lo que también significa que la resistencia del aire no existe, ya que todas las demás fuerzas no deben existir / deben permanecer constantes todo el vuelo de 30 * segundos.

Lo que se puede imaginar primero es que la pelota debería tardar la misma cantidad de tiempo en alcanzar el punto más alto desde el suelo como lo hace para llegar al suelo desde el punto más alto.

Esta es una suposición correcta: la velocidad inicial de la pelota se agota cuando se alcanza el punto más alto, pero se recuperaría debido a la ganancia de altura y, por lo tanto, a una progresión creciente y opuesta en comparación con la primera mitad del vuelo. Su velocidad final, inmediatamente antes de tocar el suelo, debe ser equivalente a la velocidad con la que se lanzó inicialmente.

OK, todos los parámetros se han verificado más a fondo de lo que debería planear hacerlos durante el examen AP … para que podamos deducir en este punto que tomará 15 segundos , debido simplemente al hecho de que después de la mitad del vuelo, la pelota ha alcanzado su altura máxima. Esto está claramente justificado arriba. Revisar si es necesario.

Tomaría el mismo tiempo llegar al suelo.

Para un proyectil (excepto el proyectil horizontal, en cuyo caso solo habría 1 vez), el tiempo que tarda el proyectil en alcanzar su punto más alto es igual al tiempo necesario para llegar al suelo.

Bueno, en primer lugar, desde un punto de vista teórico, el peso de la pelota es irrelevante ya que la gravedad impone la misma aceleración a todos los objetos, independientemente de la masa. En términos prácticos, la pregunta no se puede responder como se le preguntó, al menos no en la tierra, porque no tenemos idea de cuál será la resistencia atmosférica para esta bola en particular. La fórmula que estamos buscando es la distancia igual a 1/2 aceleración multiplicada por el tiempo al cuadrado. No puedo ver ninguna razón por la cual la ecuación varía entre las trayectorias hacia arriba y hacia abajo, la aceleración es 1 gee independientemente. Entonces, el tiempo de caída también sería de 15 segundos.

En el vacío, parecería que esta bola subiría a una altitud de 1.103 metros, suponiendo que la aceleración gravitacional sea de 9.807 metros por segundo.

La fuerza gravitacional es una fuerza conservadora. Llevaría el mismo tiempo volver al punto de partida, ya que lleva subir desde el punto de partida hasta el punto más alto. Además, volvería al punto de partida con la misma velocidad dirigida hacia abajo que cuando se lanzó.

Entonces, el tiempo necesario para llegar al suelo desde el punto más alto = tiempo necesario para alcanzar el punto más alto desde el suelo = 15 segundos.