¿Qué tan lejos caerá la otra pieza desde el punto de disparo?

El siguiente diagrama es solo ilustrativo y no tiene una escala uniforme.

Primero considere el proyectil en una sola pieza: si no se divide, aterrizaría a una distancia de R (rango horizontal)

[matemáticas] = \ frac {{v_o} ^ 2 \ sin {2 \ theta}} {g} = \ text {125m} [/ matemáticas]

En el punto de separación, las dos piezas empujan una contra la otra; de manera equivalente, la fuerza actúa sobre cada pieza lejos del centro de masa. Por lo tanto, el centro de masa (CM) puede considerarse invariante. (Solo voy a saludar un poco aquí y no probar esto rigurosamente).

Entonces, al aterrizar, las dos piezas se desplazan del CM por distancias proporcionales a sus masas. Pero como las dos masas son idénticas (por lo tanto, las fuerzas son iguales), ¡el desplazamiento desde el CM es el mismo para ambos! Sabiendo que una pieza está [matemática] a 98m [/ matemática] lejos del CM, la otra debe estar [matemática] a 98m [/ matemática] también. Entonces la otra pieza cae [matemáticas] (125 + 98) m [/ matemáticas] lejos de donde se arroja. Si lo desea, puede resolverlo utilizando la fórmula para CM: [matemática] \ grande {\ frac {m_1 x_1 + m_2 x_2} {m_1 + m_2}} [/ matemática]

PD: Tenga en cuenta que todo lo anterior supone que la fuerza de división era completamente horizontal y no tenía un componente vertical. Si esta suposición no es cierta, entonces el problema va más allá del ámbito del movimiento de proyectiles y no hay información suficiente para resolverlo.

La primera pieza cae a 27 m del punto de disparo, es decir, podría ser +27 o -27 dependiendo de si cayó del lado izquierdo o del lado derecho.
Dado que no hubo fuerza externa, la posición de COM será la misma que si la galleta se dividiera en rango (R) para las condiciones anteriores.
Aplicando una ecuación simple.
Posición de COM = (m1X1 + m2X2) / (m1 + m2) = R
X1 = +27 o -27 = X12 o X11
m1 = M
m2 = M
R = Rango
X2 = (2R + 27) mo (2R-27) = X21 o X22
Si observa las opciones, solo la opción (d) tiene una respuesta que tiene una diferencia de dos posiciones como 54, es decir (117–63) o X21-X22 = 54.
Si no obtiene el argumento anterior, calcule el Rango usando fórmulas estándar y obtenga X21 y X22

Como sugirió Jitendra Kethapelli, el centro de masa va como si nada hubiera pasado. Se supone que el centro de masa cae en u * cos (theta) * t, siendo t tiempo de vuelo.

t = 2 * u * sin (theta) / g = 2 * 30 * sin (15) / 10 = 6 * sin (15).

Distancia del centro de masa = 30 * cos (15) * 6 * sin (15) = 180 * cos (15) * sin (15) = 90 * sin (30) = 45 m.

Ahora una pieza cae a 27 m del punto de disparo. Puede caer a la izquierda o derecha del punto de disparo. (m1 * x1 + m2 * x2) / (m1 + m2). Piezas idénticas => m1 = m2.

=> (x1 + x2) / 2 = 45. x1 = +/- 27

x1 + x2 = 90. x2 = 90 – 27 o 90 + 27 = 63 mo 117 m

En realidad, la galleta se partió debido a su fuerza interna, la gravedad cambiará su altura durante su vuelo. Si no hay resistencia del aire, entonces en dirección horizontal, la fuerza externa neta es cero, por lo que el centro de masa estará exactamente donde no se había partido la galleta. Ahora, la galleta habría aterrizado sin dividirse en el rango máximo de esta longitud (componente horizontal de la velocidad por el tiempo), suponga que este punto es el origen y ahora una media parte está a 27 my ahora descubra dónde está la otra parte. Espero que ayude.

la respuesta B (27, 72) es correcta.

En el punto de separación de la segunda pieza, su velocidad es de 29 m / sy la aceleración es de 15,57 m / s.