Física clásica: se arroja una bomba desde un avión que vuela horizontalmente a una velocidad de 720 km / h, a una altitud de 980 m. ¿Después de qué hora la bomba tocará el suelo?

Usando la ecuación y = (v * t) + (1/2) a (t) ^ 2 con 980m para y, 0 para v como la velocidad inicial era completamente horizontal y 9.8m / s ^ 2 para a como está muy cerca de la aceleración cerca de la superficie de la tierra. Llegamos a 980 metros = 4.9t ^ 2 metros por segundo ^ 2 que, cuando se simplifica aún más, produce 200 s ^ 2 = t ^ 2. T debe ser igual a 10 * 2 ^ (- 2) segundos o aproximadamente 14.14 segundos .

Usando este tiempo también podemos calcular qué tan horizontalmente viajó la bomba tomando 720 kilómetros por hora, multiplicándola por 1000 para convertirla en metros por hora y dividiéndola por 3600 para convertirla en metros por segundo. Esto produce el valor de 200 m / s que, cuando se multiplica por el tiempo que encontramos anteriormente, da como resultado una distancia horizontal de alrededor de 2826.427 metros (si se multiplica por el valor exacto del tiempo encontrado anteriormente).

En resumen, la bomba cayó 980 m en alrededor de 14.14 segundos y viajó horizontalmente a una velocidad de 200 m / s hasta una distancia horizontal total de 2828.427 m.

Editar: Esto supone que no hay resistencia del aire, lo que no es del todo realista, pero en el caso de una bomba que probablemente supondría un aumento de caída de 2 segundos como máximo y tal vez una reducción de la distancia horizontal de al menos alrededor de 2000 m sin tener en cuenta las velocidades del viento cuenta. La velocidad del viento puede reducir la distancia en un valor máximo de 200 a 300 m adicionales. Tenga en cuenta que esta es una evaluación bastante crítica de los factores en juego y es un poco sobreestimada de cuáles podrían ser los valores reales.

¡Espero que esto haya sido útil!

Edición 2: Por cierto, si estás soltando un arma de fisión o fisión / fusión de partes, querrás ser mucho más alto que eso y también alejar tu avión (si estás usando un avión) para escapar antes de que detone, Además del hecho de que la mayoría de las bombas de fisión están diseñadas para ser lanzadas lentamente por un paracaídas y detonarse en el aire para permitir el mayor potencial destructivo y el escape seguro del bombardero y la tripulación.

Dado que la bomba se deja caer hacia abajo, no tendrá nada que ver con la velocidad horizontal del avión.

Solo dependerá de la atracción gravitacional, la altura y la velocidad vertical del plano, que en este caso es cero.

Por lo tanto, usando la ecuación de Newton del movimiento vertical,

H = u * t + 1/2 * g * (t) ^ 2

u = 0 m / s, H = 980 m, g = 9.8 m / s ^ 2

Al poner estos valores en la ecuación anterior, obtendremos el tiempo que necesitará la bomba para tocar el suelo,

t = 14.14 segundos

Gracias por A2A,

Como la pregunta es sobre un objeto caído desde una altitud, la velocidad del avión es irrelevante . Incluso si se diera el peso de la bomba, eso también se consideraría irrelevante bajo el supuesto de que no hay fricción de aire / resistencia en el camino. Ahora puede simplemente equiparar el problema con “¿Cuánto tiempo le tomaría a una piedra golpear el suelo cuando cae desde una altura de 980 m?”

Respuesta: Usando la ecuación [S = u * t + (1/2) a (t) ^ 2] donde u (velocidad inicial) = 0 cuando el objeto simplemente se deja caer y no se tira, a (aceleración) = 9.8 es decir aceleración gravitacional.

Poniendo los valores:

980 = 0 + [(1/2) * 9.8 * (t) ^ 2]

980 = (1/2) * 9.8 * (t) ^ 2

200 = (t) ^ 2

Por lo tanto, t = 14.14 segundos, el tiempo que tarda una bomba en tocar el suelo .

Suponga: fricción insignificante y resistencia al aire

Redondea g como 10.

Establezca la dirección hacia abajo como positiva.

Δy = vi (t) +. 5gt ^ 2

980 = .5 (10) t ^ 2

196 = t ^ 2

t = 14 (s)

Usando la ecuación cinemática, s = ut + (1/2) en ^ 2Ponga s = 980 m, u = 0, a = 9.8 m / s2 y encuentre t, que es el tiempo. Viene 14.1421 segundos . En esta respuesta no se considera la resistencia al aire. El tiempo aumentará si se considera la resistencia del aire.