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Una nave espacial que lleva trabajadores a la Base Lunar I viaja en línea recta de la Tierra a la Luna, una distancia de 384, 000 km?

Una nave espacial que lleva trabajadores a la Base Lunar I viaja en línea recta de la Tierra a la Luna, una distancia de 384, 000 km. Suponga que parte del reposo y acelera a 20. 0 m / s2 los primeros 15. 0 min, viaja con rapidez constante hasta los últimos 15. 0 min, cuando acelera a 220. 0 m / s2, parando justo al llegar a la Luna. A) ¿Qué rapidez máxima se alcanzó? B) ¿Qué fracción de la distancia total se cubrió con rapidez constante? C) ¿Cuánto tardó el viaje?

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2

X = 384 000 km⇒ Distancia total entre La Tierra y la Luna

Para los primeros 15 minutos :

Realizando la conversión de minutos⇒ segundos

15 min * (60 s / 1 min) = 900 s

Vf = a * t

Vf = (20 m / s ^ 2) * (900 s)

Vf = 18 000 m / s⇒ Velocidad que alcanza a los 15 min y viaja con el tramo constante

Δx = (1 / 2) * (a) * (t) ^ 2

Δx = (1 / 2) * ( 20 m / s ^ 2 ) * ( 900 s ) ^ 2

Δx = 8 1000 000 m⇒ distancia recorrida los primeros 15 min

Debemos ubicarnos en el último tramo ( últimos 15 min ) :

Δx = (1 / 2) * (a) * (t) ^ 2

Δx = (1 / 2) * (220 m / s ^ 2) * (900 s) ^ 2

Δx = 89 100 000 m⇒ lo recorrido en el último tramo

Fracción que recorrió con la velocidad constante :

x = 384 000 km - 81 000 km - 89 100 km

x = 213 900 km⇒ fracción de la distancia total que recorrió con la Vconstante

Calculando la velocidad final con la que llegó a la Luna :

Vf = Vi + a * t

Vf = ( 18 000 m / s ) + ( 220 m / s ^ 2 ) * ( 900 s )

Vf = 216 000 m / s⇒ rapidez máxima que alcanzó durante el viaje

Calculando el tiempo que viajó con velocidad constante ( v = 18 000 m / s )

t = ( 213 900 000 m ) / ( 216 000 m / s )

t = 990 s

El tiempo total que duró el viaje :

t = 900 s + 990 s + 900 s

t = 2790 s⇒ tiempo que duró el viaje

2790 s * (1 min / 60 s) = 46, 5 min⇒ tiempo que duró el viaje en minutos

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