Answer:
1) La velocidad de la bala después de atravesar el muro es de aproximadamente 435,890 metros por segundo.
2) La potencia del automóvil es 96438,272 watts o 131,208 caballos de vapor.
3) La velocidad del objeto al llegar al suelo es aproximadamente 14,005 metros por segundo.
Step-by-step explanation:
1) La velocidad final de la bala puede determinarse mediante el Teorema del Trabajo y la Energía, a partir del cual se tiene la siguiente fórmula:
(1)
Where:
- Masa de la bala, en kilogramos.
- Velocidades inicial y final de la bala, en metros por segundo.
- Resistencia del muro al avance de la bala, en newtons.
- Espesor del muro, en metros.
Si sabemos que
,
,
and
, entonces la velocidad final de la bala es:
![v_{f}^{2}=v_{o}^{2} -\frac{2\cdot F\cdot \Delta s}{m}](https://tex.z-dn.net/?f=v_%7Bf%7D%5E%7B2%7D%3Dv_%7Bo%7D%5E%7B2%7D%20-%5Cfrac%7B2%5Ccdot%20F%5Ccdot%20%5CDelta%20s%7D%7Bm%7D)
![v_{f} = \sqrt{v_{o}^{2}-\frac{2\cdot F\cdot \Delta s}{m} }](https://tex.z-dn.net/?f=v_%7Bf%7D%20%3D%20%5Csqrt%7Bv_%7Bo%7D%5E%7B2%7D-%5Cfrac%7B2%5Ccdot%20F%5Ccdot%20%5CDelta%20s%7D%7Bm%7D%20%7D)
![v_{f} \approx 435,890\,\frac{m}{s}](https://tex.z-dn.net/?f=v_%7Bf%7D%20%5Capprox%20435%2C890%5C%2C%5Cfrac%7Bm%7D%7Bs%7D)
La velocidad de la bala después de atravesar el muro es de aproximadamente 435,890 metros por segundo.
2) Asumamos que el automóvil acelera a tasa constante, significando que la fuerza neta será constante. Para un sistema cuya fuerza neta sea constante, la potencia experimentada queda descrita por la siguiente ecuación:
(2)
(3)
(4)
Donde:
- Potencia, en watts.
- Masa del automóvil, en kilogramos.
- Aceleración, en metros por segundo al cuadrado.
- Velocidad, en metros por segundo.
- Velocidad inicial del automóvil, en metros por segundo.
Si sabemos que
,
,
y
entonces la potencia experimentada por el automóvil es:
(
)
La potencia del automóvil es 96438,272 watts o 131,208 caballos de vapor.
3) El cuerpo experimenta un Movimiento de Caída Libre, el cual es un Movimiento Uniformemente Acelerado debido a la gravedad terrestre. La velocidad del cuerpo al llegar al suelo se determina mediante la siguiente fórmula cinemática:
(5)
Donde:
- Velocidad inicial del cuerpo, en metros por segundo.
- Velocidad final del cuerpo, en metros por segundo.
- Aceleración gravitacional, en metros por segundo al cuadrado.
- Altura recorrida por el cuerpo, en metros.
Si sabemos que
,
y
, entonces la velocidad al llegar al suelo es:
![v_{f} \approx 14,005\,\frac{m}{s}](https://tex.z-dn.net/?f=v_%7Bf%7D%20%5Capprox%2014%2C005%5C%2C%5Cfrac%7Bm%7D%7Bs%7D)
La velocidad del objeto al llegar al suelo es aproximadamente 14,005 metros por segundo.