Se lanza una pelota verticalmente en el aire a 120 m / s. Después de 3 segundos, se lanza otra bola verticalmente. ¿Qué velocidad debe tener la segunda bola para pasar la primera bola a 100 metros del suelo?

Esto tomará algo de álgebra grave.

Primero, configuremos fórmulas de altura para ambas bolas:

[matemáticas] h_1 (t) = -4.9t ^ 2 + 120t [/ matemáticas]

[matemáticas] h_2 (t) = -4.9 (t-3) ^ 2 + v (t-3) [/ matemáticas]

La primera función se explica por sí misma, el término [matemática] -4.9t ^ 2 [/ matemática] explica la fuerza descendente de la gravedad a 9.8 metros / seg ^ 2, y el término [matemática] 120t [/ matemática] representa la velocidad.

La segunda función es similar, solo con una velocidad desconocida [matemática] v [/ matemática] y todos los términos [matemática] t [/ matemática] se reemplazan con [matemática] t-3 [/ matemática] para dar cuenta de la pelota que se lanza 3 segundos después

Ahora establezca la primera función igual a 100 y resuelva:

[matemáticas] 100 = -4.9t ^ 2 + 120t [/ matemáticas]

[matemáticas] -4.9t ^ 2 + 120t – 100 = 0 [/ matemáticas]

(Fórmula cuadrática)

[matemática] t = 0.863801, t = 23.626 [/ matemática]

Sabemos que el tiempo en el que las bolas se cruzan debe ser al menos 3, ya que la segunda bola no se lanza hasta t = 3. Por lo tanto, la primera solución no es válida y, por lo tanto, [math] t = 23.626 [/ math].

Conéctelo a la segunda función (también configúrelo igual a 100 como antes).

[matemáticas] 100 = -4.9 (23.626-3) ^ 2 + v (23.626-3) [/ matemáticas]

[matemáticas] 100 = -4.9 (20.626) ^ 2 + 20.626v [/ matemáticas]

(álgebra básica)

[matemáticas] v = 105.916 [/ matemáticas]

Y esa es tu respuesta.

[matemáticas] \ begin {align *} h_f & = h_i + v_i t – \ frac {1} {2} gt ^ 2 \\ 100 & = 120 \ cdot t – \ frac {1} {2} \ cdot 9.8 t ^ 2 \ tag1 \\ 100 & = v \ cdot (t – 3) – \ frac {1} {2} \ cdot 9.8 (t – 3) ^ 2 \ tag2 \\ t _ {> 3} & \ aprox 23.6 \ text {s} \\ v & \ approx 105.9 \ text {m / s} \ end {align *} [/ math]

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Cálculo fácil Aunque tengo un problema aquí. ¿Cómo esperas que pase la segunda bola? Visualizo la física y lo primero que veo es una colisión. Corrígeme si estoy equivocado. La pregunta debería ser … para que choquen a 100 metros de la superficie del suelo.

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