Cálculo del tiempo transcurrido en el movimiento horizontal
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Ejemplos resueltos de movimiento horizontal, tiempo
Ejemplo nº 1 - Hallar el tiempo con: velocidad inicial, aceleración y distancia recorrida
Desarrollo
Datos:
V₀ = 2.77777 m/s
a = 2 m/s²
Δh = 800 m
Solución
De la fórmula (2):
Δx = Vᵢ·t + ½·a·t²
0 = Vᵢ·t + ½·a·t² - Δx
Mediante la ecuación cuadrática (ecuación de Báscara o Bhaskara) obtenemos dos resultados:
| t1,2 = | -vᵢ ± √vᵢ² - 4·½·a·(-Δx) |
| 2·½·a |
| t1,2 = | -vᵢ ± √vᵢ² + 2·a·Δx |
| a |
Reemplazamos por los valores y calculamos para cada caso:
| t₁ = | -vᵢ + √vᵢ² + 2·a·Δx |
| a |
| t₁ = | -2.77777 m/s + √(2.77777 m/s)² + 2·2 m/s²·800 m |
| 2 m/s² |
t₁ = 26,92947 s
| t₂ = | -vᵢ - √vᵢ² + 2·a·Δx |
| a |
| t₁ = | -2.77777 m/s - √(2.77777 m/s)² + 2·2 m/s²·800 m |
| 2 m/s² |
t₂ = -29,70724 s (No es solución, no existe el tiempo negativo)
Ejemplo nº 2 - Hallar el tiempo con: velocidad inicial, aceleración y velocidad final
Desarrollo
Datos:
V₀ = 0 m/s
Vf = 50 m/s
a = 1.25 m/s²
Δh = 1000 m
Solución
De la fórmula (1):
Vf = Vᵢ + a·t
| t = | Vf - Vᵢ |
| a |
Reemplazamos por los valores y calculamos:
| t = | 50 m/s - 0 m/s |
| 1.25 m/s² |
t = 40,00 s
Ejemplo nº 3 - Hallar el tiempo con: velocidad inicial, velocidad final y distancia recorrida
Desarrollo
Datos:
V₀ = 0 m/s
Vf = 50 m/s
Δh = 1000 m
Solución
De la fórmula (3) despejamos la aceleración:
Vf² - Vᵢ² = 2·a·Δx
| a = | Vf² - Vᵢ² |
| 2·Δx |
Reemplazamos "a" en la fórmula (1):
Vf = Vᵢ + a·t
Vf - Vᵢ = a·t
| Vf - Vᵢ = | Vf² - Vᵢ² | ·t |
| 2·Δx |
Despejamos "t":
| t = | (Vf - Vᵢ)·2·Δx |
| Vf² - Vᵢ² |
Aplicamos diferencia de cuadrados en el denominador y simplificamos:
| t = | (Vf - Vᵢ)·2·Δx |
| (Vf - Vᵢ)·(Vf + Vᵢ) |
| t = | 2·Δx |
| Vf + Vᵢ |
Reemplazamos por los valores y calculamos:
| t = | 2·1000 m |
| 50 m/s + 0 m/s |
t = 40,00 s