Los problemas relacionados con el movimiento suelen ser los primeros que encuentran los estudiantes de física. Conceptos como el tiempo, la velocidad y la aceleración están interrelacionados por fórmulas que los estudiantes pueden reordenar con la ayuda del álgebra para aplicar a diferentes circunstancias. Los estudiantes pueden calcular la altura de un salto, por ejemplo, desde más de un punto de inicio. Si conoces la aceleración y la velocidad inicial o el tiempo total en el aire, puedes calcular la altura del salto.

Escribe una expresión para el tiempo en términos de cambio de velocidad, usando la fórmula vf = g * t + vi, donde vf es la velocidad final, g es la aceleración debida a la gravedad, t es el tiempo y vi es la velocidad inicial. Resuelve la ecuación para t: t = (vf - vi) /g. Por lo tanto, la cantidad de tiempo es igual al cambio de velocidad dividido por la aceleración debida a la gravedad.

Calcule la cantidad de tiempo para alcanzar el punto más alto del salto. En el punto más alto, la velocidad es cero, así que con la velocidad inicial y la fórmula t = (vf-vi) /g, puede encontrar el tiempo. Use -9.8 metros /segundo² para la aceleración debida a la gravedad. Por ejemplo, si la velocidad inicial es 1.37 metros /segundo, el tiempo es:

t = (0 - 1.37) /(- 9.8) t = 0.14 segundos

Si conoce el tiempo total en el aire, puede calcular la velocidad inicial con la fórmula vi = -g * T /2, donde T es el tiempo total. El tiempo total también es el doble de tiempo para alcanzar el punto más alto, entonces t = T /2. Por ejemplo, si el tiempo total es 0.28 segundos:

vi = - (- 9.8 * 0.28) /2 vi = 1.37 metros por segundo t = 0.28 /2 t = 0.14 segundos

Calcule la altura del salto usando la fórmula sf = si + vi_t + (g_t²) /2, donde sf es la posición final y si es la posición inicial. Como la altura del salto es la diferencia entre la posición final e inicial, h = (sf - si), simplifique la fórmula a h = vi_t + (g_t²) /2, y calcule:

h = (1.37_0. 14) + (-9.8_0.14²) /2 h = 0.19 - 0.10 h = 0.09 metros

Consejo

Derive la fórmula vi = -g_T /2 de la fórmula sf = si + vi_T + (g_T²) /2. Las posiciones inicial y final son las mismas antes y después del salto, así que ajústelas a cero y factor: T (vi + g_T /2) = 0. Establecer los factores igual a cero le da dos resultados: T = 0 y vi + g * T /2 = 0. El primero indica que no se requiere tiempo para que su posición inicial sea igual a su final, y el segundo resultado representa la cantidad de tiempo que un cuerpo puede subir y bajar hasta donde estaba. Resuelve la segunda expresión para la velocidad inicial.