¿Puedo tener alguna ayuda con este problema de física?

Lo primero es hacer un dibujo. Este problema se ve de la siguiente manera:

Editar – Lo siento No me di cuenta de que realmente agregaste una imagen Aquí está –

Ahora, lo primero que debe darse cuenta es que esta pregunta es suplicar que el origen se coloque en la posición del golfista (cuando golpea la pelota). Todas las distancias se miden en relación con esa posición.

Entonces la posición inicial de la pelota en t = 0 es (0,0)

La inclinación hacia abajo puede expresarse mediante la siguiente ecuación y = -mx (ecuación de una línea recta con pendiente -ve que atraviesa el origen)

Se nos dice que la pelota aterriza en un punto a una distancia de 173 m del tee.

Posición final de la pelota = (173, Y)

Lo que necesitamos encontrar es Y.

Espero que sepas que la trayectoria de un proyectil es de naturaleza parabólica y la ecuación de la parábola es:

Y = tan (ø) x – gx ^ 2 / (2v ^ 2cos ^ 2 (ø))

Esta es una derivación trivial. Solo refiérase a wiki – movimiento de proyectil

Conecte los valores y esto básicamente se convierte en –

Y = x / (√3) – gx ^ 2/2400 (espero haberlo hecho bien)

Ahora, la idea final es que el punto que le interesa (173, Y) es un punto tanto en la línea (Y = -mx) como en la parábola descrita anteriormente. Tienes 2 ecuaciones para 2 variables : m, Y.

Resuelve para Y y esa es tu respuesta. También puede encontrar la pendiente del campo de golf si es necesario – m.

Tenga en cuenta que no tiene que tener en cuenta el tiempo en este problema. Eso es porque ya hemos calculado la trayectoria completa de la pelota de golf cuando derivamos la ecuación para la parábola.

Echemos un vistazo a esta situación sin atmósfera.

Primero necesitas obtener componentes verticales y horizontales de la velocidad. La horizontal será de 40 m / s * cos 30 ° y la componente vertical será de 40 m / s * sin 30 °. El componente horizontal será constante en este caso. Por lo tanto, viaja con esta velocidad a lo largo del eje horizontal para una distancia total de 173 m. A partir de esa información, puede calcular fácilmente el tiempo total.

La velocidad vertical se ve afectada por la gravedad y cambia por [matemáticas] 9.8 m / s ^ 2 [/ matemáticas] En algún momento se convierte en 0 y podemos llamarlo [matemáticas] t_ {1} [/ matemáticas], en este punto Está a la altitud más alta y está a 20 metros por encima del punto de partida. A partir de ese momento, la velocidad vertical comienza a crecer hacia abajo con la misma [matemática] 9.8 m / s ^ 2 [/ matemática]. Y cae durante algún tiempo [math] t_ {2} [/ math] y el tiempo total es el mismo que calculamos anteriormente. [matemática] t_ {total} = t_ {1} + t_ {2} [/ matemática] Necesitamos calcular cuánto cae durante t2 y luego restar 20 de ella. Este será el valor que estás buscando.

Y si desea calcular esto con presencia atmosférica, la lógica será la misma, pero agregará un arrastre que actúa en dirección opuesta a la velocidad, y dependiendo de la velocidad proporcional a [matemática] v ^ 2 [/ matemática]. Tendrás que resolver algunas ecuaciones diferenciales en ese caso.

Espero que ayude.

Este es un movimiento de proyectil parabólico con la campana, o silbato, de no comenzar o terminar a la misma altura. Asumiré que su imagen es precisa ya que el texto es ambiguo sobre qué distancia es 173m.

[math] f = ma \ implica [/ math] bla, bla, etc. [math] -gt ^ {2} / 2 [/ math] es el desplazamiento vertical debido a la gravedad.

La pelota tiene una velocidad inicial a lo largo de ese vector de ángulo de 30 ° que le da otro término en su función de desplazamiento. Sucede que está viajando en una constante [matemática] \ sqrt {3} / 2 * 20 [/ matemática] [matemática] m / s [/ matemática] en la dirección [matemática] x [/ matemática] y comienza con [matemática ] 20 m / s [/ matemáticas] velocidad hacia arriba. Entonces, el componente de desplazamiento [math] y [/ math] apropiado es:

[matemáticas] 20t – 4.9t ^ {2} [/ matemáticas]

que derivaría desde cero (integre desde la aceleración) en cualquier momento olvidando esta forma. Ahora, el tiempo [matemática] t [/ matemática] es simplemente [matemática] 173 m [/ matemática] dividida por [matemática] \ sqrt {3} / 2 * 20 [/ matemática] [matemática] m / s [/ matemática ], y dado eso, tenemos información perfecta sobre la dirección [math] y [/ math].

Fue muy agradable que esta pelota de golf nunca ajustara la dirección y se detuviera instantáneamente en el punto de aterrizaje. Esperemos que ninguna vaca esférica haya sido dañada hoy.

Usemos la foto del Sr. Parker, pero llamaré 173m a la distancia caminando en la ladera.
Estas son las ecuaciones de movimiento,
. 2
d X dX
——— = 0 => —– = Vox = constante
. 2 dt
. dt

=> X (t) = Vox t + Xo

En nuestro tiro de golf Xo = 0 Vox = 40 cos 30

X (t) = 40 cos 30 t

Esta ha sido la dimensión X vamos por la dimensión Y
. 2
d Y d Y
——— = – g => —— = – gt + Voy = Vy (t)
. d t2 dt

Y (t) = -1/2 gt ​​^ 2 + Voy t + yo

Yo = 0; Voy = 40 sen 30 = 20

Estas son nuestras ecuaciones paramétricas del movimiento de la pelota.

Vx (t) = 20 sqrt (3)
Vy (t) = 20 – 9.8 t
X (t) = 20 t sqrt (3)
Y (t) = -4.905 t ^ 2 + 20 t

Se llaman “paramétricos” porque, dado el parámetro “t”, sabemos dónde está la pelota y a qué velocidad se mueve.
Ahora solo toma, uno a la vez, cada uno de los hechos que el problema dice sobre la trayectoria
Elevación 20m. Truco: cuando la pelota está a la altura máxima, llamamos tm a los segundos desde el lanzamiento, y

Vy ™ = 0 => 0 = 20- 9.81 tm

Entonces tm = 2,039 s dos veces esta vez y la pelota está horizontal derecha al tee

pero su coordenada X es X (2.039) = 20 4.078 sqrt (3) = 141 m, por lo que es más corto que los 173 m, eso está bien, la pelota volará más de 4 segundos para caer.

en el triángulo está claro que 173 ^ 2 = X ^ 2 + Y ^ 2, por lo que tomar X e Y de los parámetros

(20 sqrt (3) t) ^ 2 + (20 – 4.9 t) ^ 2 t ^ 2 -173 ^ 2 = O

evaluamos esto para t = 5 para obtener 582

evaluamos esto para t = 4,5 para obtener -5542

en t = 4.95589 s esta función es -0.02

El problema es pedir la coordenada Y en ese valor para t

Y ((4.95589) = (20 – 4.905 4,95589) 4.95589 = -21,4 m

Teniendo en cuenta que las pelotas de golf se ven excepcionalmente afectadas por la resistencia del aire, y su giro determina la forma en que se curvan (lo que casi siempre incluye), diría que no tiene suficientes datos para responder a este problema.

Si quieren que simplifiques e ignores los efectos del aire en una pelota de golf, deberían haber usado un cañón y un disparo o algo relativamente no afectado por la resistencia del aire.

Digo esto no como un fanático de la física, sino como un golfista ocasional. La física de las pelotas de golf es extremadamente complicada.