Comprender el problema
* El objetivo: El globo está tratando de ganar altitud soltando una bolsa. Esto implica que el globo está atado a la bolsa.
* El problema: Necesitamos determinar cómo cambia la altitud del globo cuando la bolsa golpea el suelo.
* Información faltante: Necesitamos saber:
* La masa de la bolsa: Esto afecta la fuerza de la gravedad que actúa sobre la bolsa y, por lo tanto, la aceleración ascendente del globo.
* La altitud inicial de la bolsa: Necesitamos saber qué tan lejos cae la bolsa.
* La masa del globo: Para saber cuánto se mueve el globo hacia arriba, necesitamos saber su masa.
* cualquier fuerza de arrastre: La resistencia al aire afectará el descenso de la bolsa.
Cómo resolver el problema
1. Calcule el tiempo de la caída: Use la velocidad y la aceleración finales debido a la gravedad para determinar cuánto tiempo lleva la bolsa a caer.
2. Calcule la distancia que cae la bolsa: Usando el tiempo y la aceleración debido a la gravedad, calcule la distancia que la bolsa viaja hacia abajo.
3. Considere el movimiento hacia arriba del globo:
* Fuerza de gravedad en la bolsa: Calcule la fuerza ejercida por gravedad en la bolsa.
* Aceleración ascendente del globo: Divida la fuerza de la gravedad por la masa del globo para encontrar la aceleración ascendente.
* Distancia El globo viaja: Use la aceleración ascendente y el momento de la caída para calcular hasta dónde se mueve el globo hacia arriba.
4. Altitud final: Resta la distancia que la bolsa cae de la altitud inicial para encontrar la altitud final del globo.
Ejemplo:
Supongamos:
* Misa de la bolsa: 1 kg
* Altitud inicial de la bolsa: 1000 metros
* Misa del globo: 10 kg
Cálculos
1. Tiempo de otoño:
* Aceleración debido a la gravedad (g) =9.8 m/s²
* Velocidad final (v) =107.8 m/s
* Usando la ecuación:v =gt, obtenemos t =v/g =107.8 m/s/9.8 m/s² =11 segundos
2. Distancia La bolsa cae:
* Usando la ecuación:d =½gt² =0.5 * 9.8 m/s² * (11 s) ² =600.6 metros
3. movimiento ascendente del globo:
* Fuerza de gravedad en la bolsa =masa * Aceleración debido a la gravedad =1 kg * 9.8 m/s² =9.8 N
* Aceleración ascendente del globo =fuerza / masa =9.8 n / 10 kg =0.98 m / s²
* Distancia El globo viaja =½ * 0.98 m/s² * (11 s) ² =59.3 metros
4. Altitud final:
* Altitud inicial - Distancia La bolsa cae + Distancia El globo viaja =altitud final
* 1000 m - 600.6 m + 59.3 m =458.7 metros
Por lo tanto, la altitud final del globo sería de aproximadamente 458.7 metros.
recuerda: Este es un ejemplo simplificado. En realidad, la resistencia al aire desempeñaría un papel importante y haría que los cálculos sean más complejos.
