Question

Se apunta un rifle horizontalmente con mira a un blanco pequeño que está a 200m en el suelo. La velocidad inicial de la bala es de 500m/s. Calcular:
¿Qué tiempo dura la bala en el aire?
¿A qué altura del suelo estaba el rifle?

Answer 1

Answer:

Lo importante a tener en cuenta sobre esta pregunta es que la velocidad horizontal de la bala no hace ninguna diferencia en cuanto al tiempo que tarda en caer al suelo.

Debido a que el arma no ha aplicado ninguna fuerza vertical a la bala, la única fuerza que afecta la bala es la gravedad. Esto significa que la bala tarda tanto en caer al suelo como lo haría si se cayera, a pesar de que ahora viaja una gran distancia horizontal en la duración.

Para encontrar el tiempo de viaje antes de tocar el suelo, tenemos 3 valores:

-El desplazamiento desde el suelo que la bala debe viajar, s = 1.5m

-La aceleración que experimenta la bala. Como la gravedad está acelerando la bala hacia abajo, a = g = ~ 9.81m / s ^ 2

-La velocidad inicial de la bala verticalmente. Como la bala es estacionaria verticalmente (solo viaja horizontalmente al inicio), u = 0m

Examinamos nuestras ecuaciones de movimiento, comúnmente conocidas como ecuaciones SUVAT. Es posible que necesite aprender estos para su examen, pero algunas tablas de examen los proporcionan.

Debido a que tenemos s, u y a, y estamos buscando el tiempo t, la ecuación relevante es

s = ut + 0.5 (en ^ 2)

Completando nuestros valores tenemos:

1.5 = 0t + 0.5 (9.81 x t ^ 2)

1.5 = 4.905 x t ^ 2

Divide 1.5 entre 4.905 para encontrar t ^ 2

t ^ 2 = 0.3058 ...

Simplemente encontramos la raíz cuadrada de t ^ 2 para encontrar t, el tiempo que tarda la bala en llegar al suelo:

t = 0.553s (3 cifras significativas)

Para encontrar la distancia horizontal, d, que la bala ha viajado antes de tocar el suelo, podemos usar la ecuación que vincula el desplazamiento s con cierta velocidad v durante un tiempo t:

s = vt

La velocidad horizontal de la bala, v = 430

El tiempo antes de que la bala toque el suelo, t = 0.553

Entonces d = vt = 430 * 0.553 = 238m (3 cifras significativas)