Math Problem Statement

Un piloto, volando horizontalmente a 500 m de altura y 1080 km/h, lanza una bomba. Calcular: a) ¿Cuánto tarda en oír la explosión? b) ¿A qué distancia se encontraba el objetivo?. resuelve este ejercicio sin tener en cuenta la velocidad del sonido en el aire

Solution

Para resolver este problema, vamos a dividirlo en dos partes:

Datos del problema:

  • Altura de lanzamiento (h): 500 m
  • Velocidad horizontal del piloto (v): 1080 km/h
  • Aceleración debida a la gravedad (g): 9.8 m/s²

Primero, convertimos la velocidad a metros por segundo: v=1080km/h=1080×1000m3600s=300m/sv = 1080 \, \text{km/h} = \frac{1080 \times 1000 \, \text{m}}{3600 \, \text{s}} = 300 \, \text{m/s}

Parte a) Tiempo que tarda en caer la bomba

La bomba cae desde una altura hh, por lo que el tiempo de caída tt se calcula con la fórmula de caída libre: h=12gt2h = \frac{1}{2}gt^2 Despejamos tt: t=2hgt = \sqrt{\frac{2h}{g}}

Sustituyendo los valores: t=2×5009.8=10009.8102.0410.1st = \sqrt{\frac{2 \times 500}{9.8}} = \sqrt{\frac{1000}{9.8}} \approx \sqrt{102.04} \approx 10.1 \, \text{s}

Entonces, la bomba tarda aproximadamente 10.1 segundos en alcanzar el suelo.

Parte b) Distancia horizontal al objetivo

Dado que el piloto y la bomba tienen la misma velocidad horizontal vv de 300 m/s, la distancia horizontal al objetivo es: x=vtx = v \cdot t Sustituyendo el tiempo de caída calculado: x=300m/s×10.1s3030mx = 300 \, \text{m/s} \times 10.1 \, \text{s} \approx 3030 \, \text{m}

Entonces, la distancia al objetivo es aproximadamente 3030 metros.


¿Deseas más detalles o tienes alguna duda?

Preguntas relacionadas:

  1. ¿Cómo cambiaría la distancia horizontal si la altura de lanzamiento fuera mayor?
  2. ¿Qué pasaría si se considera la resistencia del aire en este cálculo?
  3. ¿Cómo afectaría una velocidad horizontal diferente en la distancia al objetivo?
  4. ¿Cómo se vería afectado el tiempo de caída si la aceleración de la gravedad cambiara?
  5. ¿Qué otras fuerzas actuarían sobre la bomba si el vuelo no fuera horizontal?

Tip: Al convertir unidades, asegúrate siempre de que el tiempo, distancia, y velocidad sean coherentes entre sí (e.g., m/s, s, m).

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Kinematics
Projectile Motion
Free Fall

Formulas

Velocity conversion from km/h to m/s: v = (1080 * 1000) / 3600
Free fall time: h = (1/2) * g * t^2
Horizontal distance: x = v * t

Theorems

Equations of Motion under Uniform Acceleration

Suitable Grade Level

Grades 10-12