Aplicación de la cinemática para encontrar la fuerza de retardo en un medio

Pregunta

Si un objeto cae libre digamos de un acantilado que tiene 3 metros de altura, claramente aumenta la velocidad y si en el fondo de los tres metros había un balde lleno de gelatina que creaba una fuerza retardadora en la que el objeto se detiene 1 metro y si el objeto pesa 5 kg, ¿por qué no funcionaría lo siguiente?

a) Encuentra la velocidad justo antes de golpear la gelatina

b) Luego averigüe el valor de desaceleración dentro de la gelatina.

c) hacer Aceleración*5kg=Fuerza

Porque si encuentro la velocidad justo antes de que caiga en la gelatina... V b mi F o r mi , luego usa eso en V F 2 = V b mi F o r mi 2 + ( 2 a Δ X ) , ¿eso no encontraría la desaceleración en la gelatina?

Lo que mi amigo sugirió-

Así que le pregunté esto a mi amigo y me dijo que debería configurar el metro gramo h en la cima del acantilado compare el trabajo y resuelva la fuerza. ¿Por qué se supone que funciona pero no a mi manera?

Respuestas (1)

Ambos métodos funcionarán. No es raro que haya más de un enfoque diferente para un problema y puede elegir el método que le parezca más conveniente.

Por ejemplo, considere la caída inicial desde el reposo en altura h hasta la superficie de la gelatina. El cambio de PE es metro gramo h y dado que la energía total se conserva, eso significa que la energía cinética debe haber aumentado en + metro gramo h , por lo que obtenemos:

1 2 metro v 2 = metro gramo h

o:

v 2 = 2 gramo h

que es exactamente lo mismo que su fórmula cinemática (con v i = 0 ). Así que ambos métodos dan la misma velocidad.

En el caso del paso a través de la gelatina, podría volver a usar cualquier método, pero dado que sabe v i , v F = 0 y s = 1 m Simplemente usaría su fórmula cinemática. Ese me parece el enfoque más rápido y simple.

Como nota al pie: estás asumiendo que la desaceleración en la gelatina es constante y para una gelatina real ese no sería el caso. Probablemente obtendrías algo como arrastre cuadrático , es decir a v 2 .