Pregunta
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Un lapicero se suelta desde la parte superior de un edificio si emplea un segundo en recorrer los últimos 45 m . ¿Cuál es la altura del edificio? \( \left(\mathrm{g}=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}\right) \). \( \begin{array}{lll}\text { a) } 80 \mathrm{~m} & \text { b) } 180 \mathrm{~m} & \text { c) } 125 \mathrm{~m} \\ \text { d) } 90 \mathrm{~m} & \text { e) } 45 \mathrm{~m} & \end{array} \)

Ask by Garrett Romero. in Peru
Mar 12,2025

Solución de inteligencia artificial de Upstudy

Respuesta verificada por el tutor

Responder

La altura del edificio es 125 metros.

Solución

Sea \( T \) el tiempo total de caída del lapicero desde la parte superior del edificio. La distancia total recorrida en caída libre es \[ H = \frac{1}{2}gT^2. \] Sabemos que en el último segundo, es decir, entre los instantes \( T-1 \) y \( T \), se recorren 45 m. La distancia recorrida en \( t \) segundos es \[ \frac{1}{2}gt^2. \] Por lo tanto, la distancia recorrida hasta el instante \( T-1 \) es \[ \frac{1}{2}g (T-1)^2, \] y la distancia recorrida en el último segundo es \[ \Delta = \frac{1}{2}gT^2 - \frac{1}{2}g (T-1)^2 = 45. \] Podemos factorizar: \[ \frac{1}{2}g\left(T^2 - (T-1)^2\right) = \frac{1}{2}g\left(2T-1\right) = 45. \] Dado que \( g = 10\,\mathrm{m/s^2} \), sustituimos: \[ \frac{1}{2}(10)(2T-1) = 45. \] Simplificando: \[ 5(2T-1) = 45. \] Dividimos entre 5: \[ 2T-1 = 9. \] De donde: \[ 2T = 10 \quad \Rightarrow \quad T = 5\, \text{s}. \] Ahora, la altura del edificio se obtiene de: \[ H = \frac{1}{2} \cdot 10 \cdot (5)^2 = 5 \cdot 25 = 125\,\mathrm{m}. \] La respuesta correcta es la opción c) \(125\,\mathrm{m}\).

Respondido por UpStudy AI y revisado por un tutor profesional

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The Deep Dive

Para resolver el problema, empleamos la ecuación del movimiento uniformemente acelerado, que es: \[ d = v_i t + \frac{1}{2} g t^2 \] Donde: - \( d \) es la distancia total recorrida, - \( v_i \) es la velocidad inicial, - \( t \) es el tiempo, - \( g \) es la aceleración debida a la gravedad. Sabemos que en el último segundo de caída, el objeto recorre 45 m. Entonces, tenemos que calcular la altura total del edificio. La altura total del edificio \( H \) se puede calcular así: 1. Primero, usando la segunda ecuación de movimiento, sabemos que en el último segundo el objeto estuvo en caída libre y recorrió 45 m: \[ d_{1} = \frac{1}{2} g (t^2) - \frac{1}{2} g (t-1)^2 \] \[ d_{1} = 45 \, \text{m} \] 2. Colocamos \( g = 10 \mathrm{~m/s}^2 \) y \( d_{1} = 45 \, \text{m} \): \[ 45 = \frac{1}{2} (10)(t^2) - \frac{1}{2} (10)((t-1)^2) \] Resolviendo esta ecuación se obtiene \( t^2 - (t-1)^2 \). 3. Al simplificar y resolver la ecuación, encontramos el tiempo \( t \), y a partir de esto calculamos el total \( H \). Una vez resuelto, se llega a la conclusión de que la altura del edificio es **180 m**, opción b).

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