Se pide: a) la ecuación vectorial posición para Cristiano Ronaldo, y b) la ecuación vectorial de la velocidad en dos dimensiones para ambos jugadores, con θ = 13^\circ, v_{0,\text{Ronaldo}} = 119\,\text{km/h} y v_{0,\text{Messi}} = 95\,\text{km/h}.
Ecuación vectorial posición para Cristiano Ronaldo
- Convertir la velocidad a m/s: v_0 = 119\,\frac{\text{km}}{\text{h}} \times \frac{1000\,\text{m}}{1\,\text{km}} \times \frac{1\,\text{h}}{3600\,\text{s}} = \frac{119}{3{,}6} = 33{,}06\,\text{m/s}
- Descomponer el vector velocidad inicial: v_{0x} = v_0\cos 13^\circ = 33{,}06 \times 0{,}9744 = 32{,}21\,\text{m/s} v_{0y} = v_0\sin 13^\circ = 33{,}06 \times 0{,}2250 = 7{,}44\,\text{m/s}
- Ecuación vectorial posición (origen en el punto de lanzamiento): \vec{r}(t) = \vec{r}_0 + \vec{v}_0 t + \tfrac{1}{2}\vec{g}t^2
- Sustituir \vec{r}_0 = \vec{0}, \vec{v}_0 = 32{,}2\,\hat{i} + 7{,}44\,\hat{j} y \vec{g} = -9{,}8\,\hat{j}: \boxed{\vec{r}(t) = (32{,}2\,t)\,\hat{i} + \left(7{,}44\,t - 4{,}9\,t^{2}\right)\,\hat{j}}
Respuesta (componentes): x(t) = 32{,}2\,t, y(t) = 7{,}44\,t - 4{,}9\,t^{2} (m con t en s).
Ecuación vectorial de la velocidad para ambos jugadores
- Ecuación general: \vec{V}_f = \vec{V}_0 + \vec{g}\,t
- Convertir la velocidad de Messi: v_0 = \dfrac{95}{3{,}6} = 26{,}39\,\text{m/s}
- Componentes de Messi: v_{0x} = 26{,}39\cos13^\circ = 25{,}7\,\text{m/s}; v_{0y} = 26{,}39\sin13^\circ = 5{,}94\,\text{m/s}
- Sustituir en \vec{V}(t) = v_{0x}\,\hat{i} + (v_{0y} - gt)\,\hat{j}: \vec{V}_{\text{Ronaldo}}(t) = 32{,}2\,\hat{i} + (7{,}44 - 9{,}8\,t)\,\hat{j} \vec{V}_{\text{Messi}}(t) = 25{,}7\,\hat{i} + (5{,}94 - 9{,}8\,t)\,\hat{j}
En m/s, \vec{V}_{\text{Ronaldo}} = 32{,}2\,\hat{i} + (7{,}44 - 9{,}8t)\,\hat{j} y \vec{V}_{\text{Messi}} = 25{,}7\,\hat{i} + (5{,}94 - 9{,}8t)\,\hat{j}.









