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Fisica 3° · 2024
Libro de Física 3 BGU

Ministerio de Educación del Ecuador

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Cálculo de tiempo total de vuelo y rapideces en fútbol

📄 ejercicios fisica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español
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Respuesta rápida

Ej. 3: t_{total}=t_1+t_2+\frac{d_3}{340\,\text{m/s}} (datos base en págs. previas). Ej. 6: Ronaldo 119 km/h ≈ 33,1 m/s; Messi 95 km/h ≈ 26,4 m/s; diferencia 24 km/h (25 % mayor el tiro de Ronaldo).

📚 exercise fisica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 3 min lectura

Solución — Página 32

Fisica 3° · 2024

3
Ejercicio 3

La aeronave cambia de rumbo hacia Manhattan con rapidez constante igual a la rapidez del sonido, en la misma dirección y sentido de su desplazamiento; se pide calcular el tiempo total de vuelo.

  1. La rapidez del sonido en el aire a nivel del mar y 20^{\circ}\text{C} es v_{s} \approx 340 \, \text{m/s} = 1224 \, \text{km/h}.
  2. Este tramo corresponde a la última etapa del vuelo. Su duración se obtiene con t_{3} = \dfrac{d_{3}}{v_{3}}, donde d_{3} es la distancia del tramo restante hasta Manhattan (dato de la página previa del problema) y v_{3} = v_{s}.
  3. Sustituyendo: t_{3} = \dfrac{d_{3}}{340 \, \text{m/s}} si d_{3} está en metros, o t_{3} = \dfrac{d_{3}}{1224 \, \text{km/h}} si d_{3} está en kilómetros.
  4. El tiempo total de vuelo es la suma de los tiempos de todas las etapas: t_{\text{total}} = t_{1} + t_{2} + t_{3}, donde t_{1} y t_{2} provienen de los numerales 1 y 2 del mismo problema (páginas anteriores).
  5. Si, por ejemplo, el tramo restante fuera d_{3} = 680 \, \text{km}, entonces t_{3} = \dfrac{680}{1224} \approx 0{,}56 \, \text{h} \approx 33{,}3 \, \text{min}; el total se obtiene sumando los tiempos de las etapas anteriores.
Respuesta

t_{\text{total}} = t_{1} + t_{2} + \dfrac{d_{3}}{340 \, \text{m/s}} (distancias del problema base no incluidas en esta página).

6
Ejercicio 6

Problema: a balón parado, Cristiano Ronaldo dispara a 119 \, \text{km/h} y Leonel Messi va a 95 \, \text{km/h}. Las actividades específicas continúan en la página siguiente; a continuación se presenta el análisis base que las sustenta.

  1. Rapidez de tiro de Ronaldo: v_{\text{CR}} = 119 \, \text{km/h}.
  2. Rapidez de Messi: v_{\text{M}} = 95 \, \text{km/h}.
  3. Diferencia de rapideces: \Delta v = 119 - 95 = 24 \, \text{km/h}.
  4. Razón entre ambas: \dfrac{v_{\text{CR}}}{v_{\text{M}}} = \dfrac{119}{95} \approx 1{,}25, es decir, el tiro de Ronaldo es 25\% más rápido.
  5. Conversión a SI: v_{\text{CR}} = 119 \times \dfrac{1000}{3600} = 119 \times 0{,}2778 \approx 33{,}1 \, \text{m/s}.
  6. Conversión a SI: v_{\text{M}} = 95 \times \dfrac{1000}{3600} \approx 26{,}4 \, \text{m/s}.
  7. Comparación con la rapidez del sonido: \dfrac{33{,}1}{340} \approx 0{,}097, ambos valores son muy inferiores a v_{s}, por lo que el movimiento es subsónico.
Respuesta

v_{\text{CR}} = 119 \, \text{km/h} \approx 33{,}1 \, \text{m/s}; v_{\text{M}} = 95 \, \text{km/h} \approx 26{,}4 \, \text{m/s}; \Delta v = 24 \, \text{km/h}.

Contenido de la página

3) La aeronave cambia de rumbo en dirección a Manhattan con una rapidez constante equivalente a la rapidez del sonido aplicada durante la misma dirección y sentido de su desplazamiento. Calculo el tiempo total de vuelo.

[Área de trabajo para el estudiante.]

6. Leo el siguiente problema y realizo las actividades a continuación:

Para analizar el rendimiento de jugadores de fútbol se estudian parámetros de efectividad y eficiencia, como velocidad máxima al correr, distancia recorrida en la cancha, número de goles anotados, entre otros. Sin duda, Leonel Messi y Cristiano Ronaldo han sido dos de los más grandes exponentes del fútbol. A balón parado, Cristiano Ronaldo dispara a 119 km/h y Leonel Messi va por los 95 km/h.

[Fotografía de Leonel Messi y Cristiano Ronaldo. Fuente: https://acortar.link/kAvSHN]

Texto de Física — página 31 (imagen) / 32 (índice del libro).

Ejemplos resueltos

Convertir la rapidez de tiro de Cristiano Ronaldo de km/h a m/s.

  1. v = 119 \, \text{km/h}.
  2. Factor de conversión: \dfrac{1000 \, \text{m}}{3600 \, \text{s}} = 0{,}2778.
  3. v = 119 \times 0{,}2778 \approx 33{,}1 \, \text{m/s}. Respuesta: 33{,}1 \, \text{m/s}.

Tabla

Jugador Rapidez (km/h) Rapidez (m/s)
Cristiano Ronaldo (tiro) 119 ≈ 33,1
Leonel Messi (corriendo) 95 ≈ 26,4
Rapidez del sonido 1224 340

Fórmulas y ecuaciones

t = \dfrac{d}{v}

v \, (\text{m/s}) = v \, (\text{km/h}) \times \dfrac{1000}{3600}

v_{s} \approx 340 \, \text{m/s} = 1224 \, \text{km/h}

t = \frac{d}{v}

t_{\text{total}} = t_1 + t_2 + t_3

v_{\text{CR}} = 119 \, \text{km/h} \approx 33{,}1 \, \text{m/s}

v_{\text{M}} = 95 \, \text{km/h} \approx 26{,}4 \, \text{m/s}

\Delta v = 119 - 95 = 24 \, \text{km/h}

Glosario (4)

Rapidez del sonido
Velocidad a la que se propaga el sonido en el aire, aproximadamente 340 m/s (1224 km/h) a 20 °C.
MRU
Movimiento rectilíneo uniforme: el que se realiza en línea recta con rapidez constante.
Tiempo total de vuelo
Suma de los tiempos de cada etapa o tramo de una trayectoria.
Rapidez
Magnitud escalar que indica la distancia recorrida por unidad de tiempo.

Preguntas para practicar

¿Por qué se estudian parámetros como la velocidad máxima al correr para analizar el rendimiento de un futbolista?

Porque la rapidez máxima determina la capacidad del jugador para llegar antes que el rival a un balón, superar defensas o apoyar ataques; al compararla con la distancia recorrida y los goles se obtienen indicadores de efectividad (logros) y eficiencia (logros por esfuerzo o por tiempo).

¿El tiro de Cristiano Ronaldo alcanza la rapidez del sonido? Justifica con números.

No. Su tiro equivale a 33,1 m/s, mientras que el sonido viaja a 340 m/s; la razón es 33,1/340 ≈ 0,097, o sea menos del 10 % de la rapidez del sonido, por lo que el movimiento es subsónico.

Temas y conceptos clave

Movimiento rectilíneo uniformeRapidez del sonidoConversión de unidadesAplicación de la cinemática en deportesrapidez constantetiempo de vuelorapidez del sonido (340 m/s)km/h y m/sdiferencia y razón de rapideces

Fuentes y referencias

  • https://acortar.link/kAvSHN
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Preguntas que la gente también hace

¿Cómo se calcula el tiempo total de un viaje con varias etapas de velocidad constante?
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¿Qué rapidez tiene el sonido y cómo se convierte de m/s a km/h?
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¿Cómo se convierten 119 km/h y 95 km/h a m/s?
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📌 Antes de leer esto
  • • Ecuación del MRU: $d = v \cdot t$
  • • Conversión de km/h a m/s
  • • Datos de los numerales 1 y 2 del problema de la aeronave
Siguiente tema sugerido
Actividades del problema 6: cálculo de tiempos de recorrido y distancias con las rapideces de Ronaldo y Messi
📝 Transcripción de la página (texto seleccionable) 745 caracteres
  1. La aeronave cambia de rumbo en dirección a Manhattan con una rapidez constante equivalente a la rapidez del sonido aplicada durante la misma dirección y sentido de su desplazamiento. Calculo el tiempo total de vuelo.

r

C

  1. Leo el siguiente problema y realizo las actividades a continuación:

Para analizar el rendimiento de jugadores de fútbol se estudian parámetros de efectividad y eficiencia, como velocidad máxima al correr, distancia recorrida en la cancha, número de goles anotados, entre otros. Sin duda, Leonel Messi y Cristiano Ronaldo han sido dos de los más grandes exponentes del fútbol. A balón parado, Cristiano Ronaldo dispara a 119 km/h y Leonel Messi va por los 95 km/h.

https://acortar.link/kAvSHN

Texto de Física \ 3,

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