Número de tablones necesarios para detener la bala [cerrado]

Una bala pierde (1/n) de su velocidad al atravesar una tabla. ¿El número de tales tablones que se requieren para detener la bala puede ser?

Lógicamente, para mí la respuesta parece ser infinito, ya que siempre se reducirá una fracción de la velocidad. Pero en mi libro la respuesta es n^2/(2n-1) (que viene del balance de energía). ¿Que es correcto?

La pregunta es un poco engañosa. Debería decir Una bala pierde (1/n) de su velocidad al atravesar el primer tablón . La pregunta también es asumir que la pérdida de energía por unidad de distancia recorrida a través de los tablones es constante.
En realidad, esta pregunta apareció en un examen de nivel nacional y la respuesta dada en la clave publicada por ellos es n^2/(2n-1). Esta pregunta apareció tal cual, y creo seriamente que la respuesta debería ser infinita. Estoy de acuerdo con su punto, pero no creo que la pregunta diga que la pérdida de energía es constante. Gasté $ 16 y desafié esta pregunta. ¿Cuál cree que debería ser la respuesta correcta con el idioma de la pregunta proporcionada?
¿Es esta la redacción exacta de la pregunta? Si es así, no está del todo claro cuál se supone que sea la solución. Con la redacción adicional de John Rennie "suponiendo que la pérdida de energía por unidad de distancia recorrida a través de los tablones sea constante", la respuesta resulta ser norte 2 2 norte 1 , pero sin él, es ambiguo.
¡De acuerdo! Sí, esta es la redacción exacta, consulte la primera pregunta qp.digialm.com/Online/touchstone/CBSE1414/CBSE1414D1319/…
@DumpsterDoofus ¿Por qué es ambiguo? ¿La pregunta no dice que la bala siempre pierde 1/n de su velocidad sin importar qué tablón? Es debido a la respuesta siempre que estemos pensando que la pregunta es ambigua, pero la respuesta también puede ser incorrecta al hacer esas suposiciones, ¿verdad?
La pregunta tal como se describe tiene poco que ver con el comportamiento de las balas reales o los tablones reales, los cuales exhiben comportamientos altamente no lineales. Los tablones reales no van a absorber una cantidad uniforme de energía independientemente de la velocidad de la bala, por lo que parecería muy poco razonable exigir tal suposición sin declararla.
Creo que sé de qué examen de nivel nacional estás hablando. Yo también lo escribí, y como compañero, te diré que no tienes remedio para desafiarlos por ello. Son poderosos, la cantidad de estudiantes es enorme y no tienen presión para escucharte. Hablando en serio, es más natural considerar esto desde el punto de vista energético. Perder una enésima parte de la velocidad sin importar qué tablón no es lo que sucedería en la naturaleza para el sistema de tablones más simple que puedas imaginar.
@Cheeku Cierto! pero ¿cómo puedes rechazar lo que dice la pregunta y hacer tus propias suposiciones? Este tablón no es algo que encontrarías en la vida normal, pero la física no se trata de pensar de manera práctica, de lo contrario, también considera la fricción, la elasticidad, la resistencia del aire, etc. En la vida real, los tablones tampoco mostrarán un comportamiento lineal en energía decreciente.
@Supercat ¡De acuerdo!
@Cheeku, si puede, publique la pregunta y la explicación de la (estúpida) ambigüedad en sus redes sociales locales, periódico, etc. Hay casos regulares similares a este en los EE. UU., de los SAT u otras pruebas escolares de "estándares universales".
¿Puedo saber por qué esta pregunta está en espera? Creo que hubo suficientes esfuerzos mostrados por mí. ¿Qué más puedo hacer?

Respuestas (3)

Ayush: ¿La pregunta no dice que la bala siempre pierde 1/n de su velocidad sin importar en qué tablón?

Según la respuesta proporcionada, parece que el escritor quería que supusiera que la pérdida de energía por tablón es constante. Esto no es lo mismo que la bala que pierde 1 / norte el de su velocidad por tablón (sin embargo, el hecho de que la pregunta no mencione esta suposición posiblemente hace que la pregunta sea ambigua).

Con esta suposición, la pérdida de energía se convierte en

Δ mi = 1 2 metro v 2 1 2 metro ( v v norte ) 2
y el número de tablones norte se convierte
norte = 1 2 metro v 2 Δ mi = norte 2 2 norte 1 .

De lo contrario, si asume que la bala pierde 1 / norte el de su velocidad por tabla, entonces la respuesta es norte = .

La pregunta es ambigua porque sabes la respuesta. Pero, si no hubieras sabido la respuesta, ¿cuál crees que es la respuesta por la que habrías optado?
@Ayush: Realmente no tengo una respuesta para eso. Técnicamente estoy de acuerdo en que la pregunta es ambigua. Simplemente no es una buena pregunta.
"Basado en la respuesta proporcionada" -> No necesitamos basarnos en la respuesta. La pregunta claramente quiere probar si se conoce una relación entre la destreza para romper tablones y el cambio de velocidad de la bala. La única suposición razonable es que romper tablones requiere energía. Las balas tienen mucha energía cinética. Debe existir alguna relación: (1/2)mv^2.
@Phil: De acuerdo, y sospecho que los redactores de pruebas tenían esa idea en mente (la pérdida de energía debido a la deformación del material por la penetración de la bala es constante y, por lo tanto, penetrar cada tablón requiere la misma cantidad de energía). Así que supongo que depende de qué tan literal quieras ser: si estás tomando la pregunta literalmente, no tiene respuesta (no hay suficiente información), pero si insertas algunas suposiciones semi-exactas de la vida real, puede ser contestada. Desafortunadamente, eso también hace que esto sea más una pregunta de opinión, que no se adapta bien a este sitio.
Pero, ¿no es muy difícil descifrar esa suposición? Porque mirando la pregunta, el retraso depende de la velocidad de la bala, lo que significa que no puede asumir que el cambio de energía sea constante en todo momento.
@DumpsterDoofus: No creo que la suposición de una pérdida de energía constante sea un modelo muy preciso de cómo funcionan los tablones reales o las balas reales. La deformación aumenta con la velocidad, y la deformación reduce la penetración lo suficiente como para que, en el mundo real, el aumento de la velocidad a veces pueda reducir la penetración.

Creo que la respuesta es incorrecta y la respuesta debería ser infinita ya que ningún tablón quitará la velocidad total de la bala y nunca se detendrá. Suponiendo que la velocidad inicial es tu , la velocidad después de pasar por el primer tablón es ( tu tu / norte ) , entonces si asumimos que la longitud de la tabla es d , la velocidad después de pasar por el primer tablón es ( tu tu / norte ) .Lo sabemos

v 2 tu 2 = 2 a s
( tu tu / norte ) 2 tu 2 = 2 a s
2 tu 2 / norte + tu 2 / norte 2 = 2 a s

Sea el número de tablones necesarios para detenerlo norte :

tu 2 = 2 norte a s
norte = tu 2 / 2 a s
norte = tu 2 / ( 2 tu 2 / norte + tu 2 / norte 2 )
norte = norte 2 / ( 2 norte 1 )

Pero aquí, si consideramos el caso de la segunda tabla, la velocidad será tu 2 tu / norte tu 2 / norte 2

Entonces, la aceleración no es constante, lo que no conducirá a ninguna solución.

Entonces creo que la pregunta tiene una respuesta incorrecta o no tiene suficiente información

Y tomando el enfoque lógico, la respuesta debería ser infinita.

Incluso si considera la misma pregunta, creo que obtendremos la respuesta infinita.

Si consideramos que la velocidad inicial de la bala es v , entonces su velocidad después de pasar por primero, segundo, .... norte el tablón será

v ( 1 1 / norte ) , v ( 1 1 / norte ) 2 , v ( 1 1 / norte ) 3 . . . . .
respectivamente.

Debe notar que la velocidad de la bala cesa si y si ( 1 1 / norte ) norte = 0 , entonces para cualquier valor de norte , el valor no será igual a 0 . De este modo, norte debe ser igual a 1 para satisfacer la condición anterior.

Si norte = 1 , entonces las pérdidas de bala ( 1 / 1 ) th de su velocidad cuando pasa a través de un tablón, lo que significa que su velocidad permanece constante a pesar de pasar a través de esos tablones. Por lo tanto, se requiere un número infinito de tablones para detenerlo.

Lea este párrafo extraído de "¡Seguro que está bromeando, Sr. Feynman!" de Feynman:

....Entonces cdtnes la lista de problemas. Dice: "Juan y su padre salen a mirar las estrellas. Juan ve dos estrellas azules y una estrella roja. Su padre ve una estrella verde, una estrella violeta y dos estrellas amarillas. ¿Cuál es la temperatura total del ¿estrellas vistas por John y su padre?", y estallaría de horror.

Mi esposa hablaría sobre el volcán de abajo. Eso es sólo un ejemplo: fue perpetuamente así. ¡Absurdo perpetuo! No hay ningún propósito en absoluto en sumar la temperatura de dos estrellas. Nadie hace eso excepto, tal vez, para luego tomar la temperatura promedio de las estrellas, ¡pero no para averiguar la temperatura total de todas las estrellas! ¡Fue horrible! Todo era un juego para que sumaras, y no entendían de lo que estaban hablando. Era como leer oraciones con algunos errores tipográficos y luego, de repente, se escribe una oración completa al revés. Las matemáticas eran así. ¡Simplemente sin esperanza!......

Ahora entenderá por qué la pregunta es ambigua (si el cálculo anterior es correcto), ninguna bala permanecerá intacta incluso si pasa a través del tablón.