Logo de Beunicoos

Yaser

Una bala pierde 1/20 de su velocidad al atravesar una tabla. La menor cantidad de tablas necesarias para detener la bala es

a) 20 b) 21 c) 10 d) 11

Paso a paso, por favor. Gracias.

Respuestas (1)

Vamos con una orientación.

Aquí considera que "am" expresa a la aceleración media de la bala, cuando atraviesa todas las tablas hasta detenerse; luego, considera su desplazamiento a través de la primera tabla, y observa que puedes establecer un sistema de referencia con origen de coordenadas en el punto de ingreso de la bala a la tabla, con eje OX con dirección y sentido positivo acordes al desplazamiento de la bala, a continuación planteas la ecuación velocidad-desplazamiento de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda (observa que designamos con "L" al espesor de la tabla):

v2 - vi2 = 2*am*(x - xi),

aquí reemplazas el valor de la posición inicial: xi = 0, y queda:

v2 - vi2 = 2*am*(x - 0), 

ahora cancelas el término nulo en el agrupamiento, y queda:

v2 - vi2 = 2*am*x (*),

a continuación sustituyes expresiones correspondientes a los datos finales:

x = L (posición final),

v = vi - (1/20)*vi = (19/20)*vi (velocidad final), y queda:

[(19/20)*vi]2 - vi2 = 2*am*L,

aquí resuelves la expresión en el primer término, y queda:

(361/400)*vi2 - vi2 = 2*am*L, 

ahora reduces términos semejantes en el primer miembro, y queda:

-(39/400)*vi2 = 2*am*L,

y a continuación despejas:

am = -(39/800)*vi2/L,

que es la expresión de la aceleración media de la bala, en función de su velocidad inicial al ingresar a la primera tabla, y del espesor de la misma,

a continuación susituyes la expresión de la aceleración media señalada (1) en la ecuación señalada (*), y queda:

v2 - vi2 = 2*[-(39/800)*vi2/L]*x

aquí resuelves el coeficiente y la expresión en el segundo miembro, y queda:

v2 - vi2 = -(39/400)*vi2*x/L (1);

luego, puedes designar con "n" a la cantidad de tablas que atraviesa la bala hasta detenerse, y a continuación observa que tienes los datos finales:

x = n*L (posición final),

v = 0 (velocidad final),

ahora susituyes estas dos expresiones en la ecuación señalada (1), y queda:

0 - vi2 = -(39/400)*vi2*n*L/L,

aquí cancelas el término nulo en el primer miembro, simplificas expresiones en el segundo miembro, y queda:

-vi2 = -(39/400)*vi2*n, 

a continuación divides por -vi2 en ambos miembros, y queda:

1 = (39/400)*n,

y de aquí despejas:

n = 400/39 ≅ 10,256,

y aquí observa que la bala atraviesa diez tablas, y queda incrustada en la undécima tabla, por lo que puedes concluir que la opción (d) es la respuesta correcta.

Espero haberte ayudado.