1r ciclo Energía/Paracaídas

[Charlotte]

Un paracaidista de 100 kg se deja caer desde un globo desde una altura de 1000 m y abre el paracaídas a una altura
de 200 m respecto al suelo. Suponiendo que la fuerza resistiva del aire sobre el paracaidista sea de 50 N con el
paracaídas cerrado y 3600 N con el paracaídas abierto. ¿Cuál es la rapidez del paracaidista en (m/s) cuando llega al
suelo.?



Hola! Se supone debería calcular asumiendo que la energía mécanica inicial es igual a la final? O no es así en este caso por la presencia de la fuerza resistiva? Si es así, tengo que restar esa fuerza en ambas alturas y calcular desde el punto inicial al medio, y luego del punto medio al suelo?

[arivasm]

Re: Energía/Paracaídas

Puesto que actúan fuerzas no conservativas (la resistiva del aire) la energía mecánica no se conserva. Puedes hacer uso de que el trabajo realizado por dichas fuerzas es igual a la variación de la energía mecánica. Para ayudarte un poco: dicho trabajo son -760 kJ, con lo que la velocidad final es de 21 m/s (un tanto elevada, por cierto, respecto de un caso real!)

[carroza]

Re: Energía/Paracaídas

Un paracaidista de 100 kg se deja caer desde un globo desde una altura de 1000 m y abre el paracaídas a una altura
de 200 m respecto al suelo. Suponiendo que la fuerza resistiva del aire sobre el paracaidista sea de 50 N con el
paracaídas cerrado y 3600 N con el paracaídas abierto. ¿Cuál es la rapidez del paracaidista en (m/s) cuando llega al
suelo.?

La solución de Arivasm es absolutamente correcta. No obstante, merece la pena reflexionar sobre el enunciado.

La conclusion de este problema, con este planteamiento, es que el paracaidista es un suicida, y el que lo deja caer es un homicida. Fijate que, aún con el paracaidas abierto, la fuerza del aire (3600 N) es muy inferior al peso del paracaidista (mg = 9800 N). Por tanto, el paracaidista sigue cayendo aceleradamente, aun después de abrir el paracaidas.

Un tratamiento más correcto y más realista es considerar que la fuerza resistiva del aire depende de la velocidad del paracaidista con respecto al aire. Por eo, en cuanto abres el paracaidas, cuando la velocidad de caida es más alta, la fuerza del aire es superior al peso, y esto frena la velocidad de caida. Esto es el tirón para arriba que sifre el paracaidista cuando se abre el paracaidas. Posteriormente, se llega a un equilibrio, a una cierta velocidad de caida, en el que el peso iguala a la fuerza resistiva del aire. Esto corresponde a la imagen de los paracaidistas cayendo placidamente, a velocidad constante, no mayor que 2-4 m/s.



Saludos