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¿Con qué velocidad (en \( \mathrm{m} / \mathrm{s} \) ) se debe lanzar una pelota verticalmente desde el suelo para alcanzar una altura máxima de 29 m ?

Ask by Reese Peterson. in Colombia
Mar 13,2025

Upstudy AI Solution

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Answer

Para alcanzar una altura máxima de 29 metros, la pelota debe ser lanzada con una velocidad inicial de aproximadamente 23.85 metros por segundo.

Solution

Para calcular la velocidad inicial \( v_0 \) que se debe dar a la pelota para que alcance una altura máxima de \( h = 29 \, \mathrm{m} \), usamos la ecuación de la energía o la cinemática. En el punto de altura máxima, la velocidad final es \( v = 0 \, \mathrm{m/s} \). Aplicamos la ecuación: \[ v^2 = v_0^2 + 2a\Delta y \] Recordando que en caída libre la aceleración es \( a = -g \) (donde \( g \approx 9.8 \, \mathrm{m/s^2} \)) y que \( \Delta y = h \), sustituimos \( v = 0 \) y \( a = -g \): \[ 0 = v_0^2 - 2g h \] De allí, despejamos \( v_0 \): \[ v_0^2 = 2gh \] \[ v_0 = \sqrt{2gh} \] Sustituimos los valores: \[ v_0 = \sqrt{2 \times 9.8 \, \mathrm{m/s^2} \times 29 \, \mathrm{m}} \] Realizando la multiplicación interior: \[ v_0 = \sqrt{2 \times 9.8 \times 29} = \sqrt{568.4} \] Finalmente, se obtiene: \[ v_0 \approx 23.85 \, \mathrm{m/s} \] Por lo tanto, la velocidad inicial que se debe dar a la pelota es aproximadamente \( 23.85 \, \mathrm{m/s} \).

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The Deep Dive

Para alcanzar una altura máxima de 29 m, puedes usar la fórmula de la energía potencial gravitacional: \( h = \frac{v^2}{2g} \), donde \( h \) es la altura máxima, \( v \) es la velocidad inicial y \( g \) es la aceleración debida a la gravedad (aproximadamente \( 9.81 \, \mathrm{m/s^2} \)). Reorganizando la fórmula para encontrar \( v \), obtienes \( v = \sqrt{2gh} \). Sustituyendo \( g \) y \( h \), la velocidad inicial necesaria es aproximadamente \( \sqrt{2 \times 9.81 \times 29} \approx 24.4 \, \mathrm{m/s} \). Si alguna vez has lanzado una pelota y te has preguntado qué tan alto puede llegar, ¡la física está de tu lado! Cuando lanzas el objeto, es como si estuvieras negociando una "sorpresa de altura" con la gravedad. Así que la próxima vez que te encuentres en un parque, piensa en cómo la velocidad que impartes a la pelota puede llevarla a altitudes asombrosas. ¡Todo gracias a la física!

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