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Un niño está en un elevador abierto en un hotel que se mueve hacia abajo a una velocidad constante de 1 m/s. El niño suelta una moneda desde una altura de 20m del piso. Cuánto tarda la moneda en golpear el piso?
5 Respuestas


Oscar Andrés figueroa. (Sat, 16 Mar 2002 20:03:37 -0500)  

Para resolver esta pregunta, solo resolveremos un sistema de dos ecuaciones y dos incógnitas, (Las ecuaciones son las formulas generales y simplificadas de la caída libre), y las incógnitas; tiempo que demora en caer la moneda y velocidad final de la moneda.
 
Nota: En esta respuesta omitiré la fricción con el aire.
 
Datos:
Vo=Velocidad Inicial= 1m/s
g=gravedad =9.8 m/s²
h=Altura=20m
 
De las ecuaciones de caida libre:
 
Velocidad_final=Vo+g*tiempo
 
Despejando el tiempo
 
tiempo= Velocidad_final - Vo --------- Ecuación 1
                    g
 
Ahora nos damos cuenta que la velocidad final no la tenemos, por tal motivo la calculamos con otra ecuación de caidad libre.
 
(Velocidad_final)²=(Vo)²+(2g*h) --------- Ecuación 2
(Velocidad_final)²=(1m/s)²+(2*9.8m/s²*20m)
 
Resolviendo y cancelando unidades tenemos:
 
Velocidad_final=19.82m/s
 
Ahora si reemplazamos en la ecuación 1, y obtendremos el tiempo que tarda la moneda en golpear el piso.
 
tiempo= 19.82 m/s - 1m/s --------- Ecuación 1
                       9.8m/s²
 
tiempo=1.92s

Juan Diego Aguirre. (Tue, 12 Mar 2002 13:36:47 -0500 ).

Tenemos que la gravedad terrestre es..... g = 9,8 m/s² (aceleración constante)
La distancia al piso............................... d = 20 m
Velocidad inicial de la moneda.............   Vo = 1 m/s
 
Las ecuaciones cinemáticas del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (aceleración = a la gravedad),  son como sigue:
 
V = gt + Vo
Y = 1/2 gt² + Vo t + Yo
v² = v²o + 2gy
 
La pregunta es t, que se deduce de la 2a ecuacion asi:
 
Y = 1/2 gt² + Vo t + Yo              buscamos la igualdad a cero
 
t² - 2Y/g + 2Vo t/g = 0                y reemplazamos valores:
 
t² - 2(20)/9,8 + 2(1) t/9,8 = 0       nos queda una formula cuadrática en la siguiente forma:
 
t² + 0,204 t - 4,08 = 0                  que se resuelve así:
 
t = {-0,204 ± raíz de [(0,204)² + (4,08)²[{    el resultado con calculadora es:
 
t = 1,94
 
Es decir que la moneda cae al piso, uno coma noventa y cuatro segundos después de haber sido soltada a los veinte metros de altura.
 

Alejandro Vélez. (Sun, 10 Mar 2002 15:29:17 -0500).

Tenemos los siguientes datos:
Vo = -1m/s
a = -9.80665m/(s^2)
Yo = 20m
Yf = 0m
 
Cálculos:
Y= Yf - Yo = -20m
 
Y= Vo*t + 0.5a*(t^2)
 
0.5a*(t^2) + Vo*t - Y = 0
La cual se resuelve para t aplicando la solución de ecuaciones cuadráticas y se obtienen los valores
t = -2.12s (esta solución no es válida debido a que es un valor de tiempo negativo)
t = 1.92s
 
Por lo tanto la respuesta es que la moneda tarda 1.92 segundos en golpear el piso.

 


Luis Carlos suarez. (Tue, 12 Mar 2002 23:55:03 -0500).

mi sistema de referencia lo pongo de la siguiente forma:


(+)
l
l
l
l
l
l_______________(+)

por lo tanto, la gravedad es negativa y la velocidad inicial del movimiento de la moneda también.

y=y0+Vot-.5(9,8)t^2 necesito saber en que tiempo cae la moneda al piso, es decir, la altura en ese instante es cero. reemplazo estos datos y...

0=20-t-4.9t^2
de donde saco la solución válida que t=1.92 segundos
 


Juan Felipe Serna(Sun, 17 Mar 2002 01:22:54 -0500).


x=vot+at^2/2
x=20mts
v0=1mt/s
a=9.81m/s^2
despejando la ecuacion cuadratica
t=1.91991
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