Cómo resolver la pregunta sobre fuerza y ​​movimiento

Para resolver el problema, debe resolver la altura a la que se eleva el globo.

Para resolver la altura, comience con el tiempo que lleva alcanzar esa velocidad.

De las ecuaciones cinemáticas:

[matemática] v = u + en [/ matemática] donde [matemática] u [/ matemática] es la velocidad inicial, [matemática] a [/ matemática] la aceleración y [matemática] t [/ matemática] es el tiempo. Suponiendo un inicio estacionario, [matemática] u [/ matemática] es [matemática] 0 [/ matemática], [matemática] v [/ matemática] es su velocidad objetivo de [matemática] 20 [/ matemática] m / sy [matemática ] a [/ math] es tu aceleración de [math] 1.4 [/ math] m / s². Reescribe como

[matemáticas] t = v / a [/ matemáticas]

De vez en cuando, resuelve la altura. Otra de las ecuaciones cinemáticas dice:

[matemáticas] s = ut + ½at² = 0 + a / 2 * (v / a) ² = (v² / 2a) = 142 m [/ matemáticas].

Ahora todo lo que necesita resolver es cuánto tiempo tarda la bolsa de arena en caer. Sabemos que la aceleración es constante y no varía con la masa. Por lo tanto, la parte de masa (y fuerza) de la pregunta es un arenque rojo.

La aceleración ahora se debe a la gravedad, que tiene una aceleración de aproximadamente [matemáticas] 9.8 [/ matemáticas] m / s.

[math] s = ut + ½at² [/ math] se puede transformar como [math] -½at² – ut + s = 0 [/ math]. Resolver esto como un [1] cuadrático produce un tiempo de aproximadamente [matemáticas] 3.716 [/ matemáticas] s (eliminando la respuesta con un tiempo negativo).

Notas al pie

[1] Calculadora de ecuaciones cuadráticas

Necesitas un punto de partida. Su punto de partida es “Un globo de aire caliente está subiendo …”. ¿Por cuánto tiempo? ¿Acabo de empezar? Suena razonable, pero si comenzó hace 20 s, se logra una respuesta diferente.

La distancia s aumenta cuando v = 20m / s es

s = (v ^ 2-u ^ 2) / 2a = (20 ^ 2–0) / 2 (1.4) = 200 / 1.4 = 1000/7 m

El tiempo que tarda la bolsa en caer s = 1000/7 m viene dado por

s = ut + [1/2] en ^ 2

en esta etapa debemos decidir qué dirección es positiva.

Tomaré eso hacia abajo es positivo y hacia arriba negativo, entonces a = + 9.8 yu = -20

entonces 4.9 t ^ 2 -20t = 1000/7

343t ^ 2 -1400t -10000 = 0

cuando se aplica la cuadrática, t = 7.8 s

Toma este tiempo extra ya que tiene que llegar a velocidad = 0, en el punto más alto antes de que comience a descender

More Interesting

¿Qué tan lejos puede viajar una partícula gamma a través del agua de mar? Si un submarino nuclear fue inmovilizado en alta mar, ¿qué tan lejos debe estar antes de que sea biológicamente seguro para aquellos en el borde del agua, suponiendo que se hunda a una profundidad de 20 metros?

¿Cómo se conectan el espacio y el tiempo?

Se lanza una pelota directamente hacia arriba desde la calle. Se ve pasando una ventana 25 m arriba a una velocidad de 10 m / s. ¿Con qué velocidad inicial se lanzó?

Se lanza una partícula verticalmente hacia arriba con una velocidad de 40 metros por segundo desde el suelo. ¿Cuándo llegará al suelo?

¿Podrías suspender magnéticamente una canica de hierro a cuatro pies de distancia de un objeto en movimiento usando electroimanes?

¿Qué hace que una cancha de tenis pase de rápida a lenta de año en año, aunque sea la misma cancha?

Hipotéticamente, si es posible la teletransportación, ¿seguirás siendo tú cuando te teletransportes, o serás completamente nuevo?

Si tenía una serie controlada de meteoritos / proyectiles que se dirigían hacia la tierra a alta velocidad y apuntaban al mismo lugar, ¿hay alguna manera plausible de aprovechar la energía cinética de manera eficiente para producir electricidad?

Si podemos lanzar una pelota hacia el centro de la Tierra, ¿por qué funciona como un simple movimiento armónico?

Si la corriente a través de una bobina mantendrá un campo magnético, ¿por qué un campo magnético no mantiene la corriente?

¿Existe una razón biológica científica detrás de por qué los humanos sienten vergüenza, o es estrictamente una construcción de la sociedad?

¿Los atractores extraños crean mundos pequeños o se necesita una perturbación creativa?

¿Por qué los valores numéricos de la densidad del cemento (1.44 g / cc) y la gravedad específica (3.15) son diferentes?

¿La radiación electromagnética siempre incluye todo el espectro?

¿Por qué la mayoría de las cosas se oscurecen después de mojarse?