Question

Una lancha que viaja a 10 m/s pasa por debajo de un puente 3 segundos después que ha pasado un bote que viaja a 7 m/s, ¿después de cuántos metros la lancha alcanzará al bote?

Answer 1

Answer:

La lancha y el bote se encontrarán a 70 metros de distancia del puente.

Step-by-step explanation:

Sea el punto debajo del puente el punto de referencia y que ambas lanchas se desplazan a velocidad a continuación, las ecuaciones cinemáticas para cada embarcación son presentadas a continuación:

Bote a 7 metros por segundo

$x_{A} = x_{o}+v_{A}\cdot t$ (Ec. 1)

Lancha a 10 metros por segundo

$x_{B} = x_{o}+v_{B}\cdot (t-3\,s)$ (Ec. 2)

Donde:

$x_{o}$ - Posición debajo del puente, medido en metros.

$x_{A}$, $x_{B}$ - Posición final de cada embarcación, medido en metros.

$v_{A}$, $v_{B}$ - Velocidad de cada embarcación, medida en metros por segundo.

$t$ - Tiempo, medido en segundos.

Para determinar la posición en la que ambas embarcaciones se encuentran, se debe determinar el instante en que ocurre a partir de la siguiente condición: $x_{A} = x_{B}$

Igualando (Ec. 1) y (Ec. 2) se tiene que:

$v_{A}\cdot t = v_{B}\cdot (t-3\,s)$

Ahora despejamos el tiempo:

$3\cdot v_{B} = (v_{B}-v_{A})\cdot t$

$t = \frac{3\cdot v_{B}}{v_{B}-v_{A}}$

Si sabemos que $v_{B} = 10\,\frac{m}{s}$ y $v_{A} = 7\,\frac{m}{s}$, entonces:

$t = \frac{3\cdot \left(10\,\frac{m}{s} \right)}{10\,\frac{m}{s}-7\,\frac{m}{s}}$

$t = 10\,s$

Ahora, la posición de encuentro es: ($x_{o} = 0\,m$, $v_{A} = 7\,\frac{m}{s}$ y $t = 10\,s$)

$x_{A} = 0\,m + \left(7\,\frac{m}{s} \right)\cdot (10\,s)$

$x_{A} = 70\,m$

La lancha y el bote se encontrarán a 70 metros de distancia del puente.