Veamos.
La velocidad de salida del orificio es la misma que de una caída libre desde una altura igual a la profundidad del orificio
V = √(2 g h) = √(2.
9, 80 .
2) = 6, 26 m /
Ahora tenemos un cuerpo con una velocidad horizontal de 6, 26 m / s arrojado desde 3 m de altura (5 - 2)
Su posición vertical es
y = 3 - 1 / 2 .
9, 80 .
T² ; llega alsuelo cuando y = 0
t = √(2 .
3 / 9, 80) = 0, 78 segundos
Por lo tanto el alcance horizontal es x = 6, 26 .
0, 78 = 4, 88 m
Segunda parte.
Sea ahora h la profundidad a determinar para el mismo alcance
V = √(2 g h)
y = (5 - h) 1 / 2 .
9, 80 t² ; llega al suelo cuando y = 0
t = √[2 (5 - h) / g]
De modo que el alcance de 4, 88 es ahora :
4, 88 = √(2 g h) .
√[2 (5 - h) / g] = √[4 h (5 - h)]
Elevamos al cuadrado.
23, 8 = 20 h - 4 h² ; o bien
4 h² - 20 h + 23, 8 = 0
Ecuación de segundo grado.
Sus raíces son h = 1, 95 m y h = 3, 05 m
Si se hubiera trabajado con una aproximación mejor la respuesta hubiera sido h = 2 m (primera parte) y 3 m (2 m desde abajo)
El alcance X será elmismo para puntos ubicados a igual distancia desde el nivel de agua y el fondo de recipiente.
Saludos Herminio.