Comprender la física

* MOVIMIENTO DE PROYECTIL: La trayectoria del fútbol es un ejemplo clásico de movimiento de proyectiles, donde la única fuerza que actúa sobre ella es la gravedad después de la patada inicial.

* Componentes horizontales y verticales: Necesitamos considerar los componentes horizontales (x) y verticales (y) de la velocidad del fútbol.

* Tiempo de vuelo: El tiempo que la pelota pasa en el aire está relacionado con su velocidad vertical.

* rango: La distancia horizontal recorrida (50 m) está relacionada con la velocidad horizontal y el momento del vuelo.

Solución

1. movimiento vertical:

* Sabemos que el momento del vuelo (t) es de 3 segundos.

* La aceleración debida a la gravedad (G) es -9.8 m/s².

* Usando la ecuación:

* t =2 * (v_y / g) (donde v_y es la velocidad vertical inicial)

* Podemos resolver para v_y:

* v_y =(g * t) / 2 =(-9.8 m / s² * 3 s) / 2 =-14.7 m / s

* El signo negativo indica que la velocidad vertical inicial está hacia arriba.

2. movimiento horizontal:

* La velocidad horizontal (v_x) permanece constante durante todo el vuelo.

* Podemos usar el rango (r) y el tiempo (t) para encontrar v_x:

* R =v_x * t

* v_x =r / t =50 m / 3 s =16.67 m / s

3. Ángulo de patada (θ):

* El ángulo de la patada (θ) está relacionado con los componentes horizontales y verticales de la velocidad:

* tan (θ) =v_y / v_x

* θ =arctan (v_y / v_x) =arctan (-14.7 m / s / 16.67 m / s) ≈ -41.8 °

Nota importante: El ángulo es negativo porque la velocidad vertical inicial es hacia arriba. Para expresar el ángulo en relación con el horizontal, tomamos el valor absoluto:

Por lo tanto, el ángulo de la patada está aproximadamente a 41.8 ° sobre la horizontal.