Un jugador de básquetbol hace un lanzamiento logrando una anotación, siendo su distancia al aro, en ese momento, 5 metros.

Un jugador de básquetbol hace un lanzamiento logrando una anotación, siendo su distancia al aro, en ese momento, 5 metros. La salida del balón se efectuó 2 metros sobre el piso, la altura de la canasta es de 3 metros y un espectador estima que el máximo alcance vertical de la pelota fue el doble de la altura del aro.

Si la trayectoria del balón describe una parábola, ¿a qué distancia del jugador la pelota alcanzó su altura máxima?.

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$$\Begin{align}& \end{align}$$

Lo primero es hacer una imagen de la situación, como soy malo dibujando (y más de forma digital), voy a intentar bosquejar mi dibujo y te recomiendo que intentes hacer lo mismo.

Voy a poner el origen de coordenadas en los pies del jugador, de esta forma la información relevante que tenemos es:

Se lanza desde el punto (0,2), así que tenemos

x_0 = 0 y_0 = 2 m

El aro está a 3 m de altura y a 5m de distancia del jugador, así que está en el punto (5,3)

La altura máxima del balón es de 6m y lo que nos piden es calcular para que valor de x se da esta situación.

Ahora voy a plantear las ecuaciones del "tiro parabólico"

$$\begin{align}&x(t) = x_0 + v_{x0} t + 1/2 a_x t^2\\&y(t) = y_0 + v_{y0} t + 1/2 a_y t^2\\&v_x(t) = v_{x0} + a_x t\\&v_y(t) = v_{y0} + a_y t\\&\text{y reemplazando los datos que tenemos conocidos en este ejercicio, nos queda}\\&x(t) = v_{x0} t\\&y(t) = 2 + v_{y0} t - 1/2 g t^2\\&v_x(t) = v_{x0}\\&v_y(t) = v_{y0} - g t\\&\text{ Sabemos que la altura (y=6m) será máxima cuando la velocidad en y sea 0, luego}\\&6 = 2 + v_{y0} t - 1/2 g t^2...........................(1)\\&0 = v_{y0} - g t \to t=\frac{v_{y0} }{g}.........................(2)\\&Reemplazando \ (2)\ en\ (1)\\&4 = v_{y0} \cdot \frac{v_{y0} }{g} - 1/2 g (\frac{v_{y0} }{g})^2\\&4 =  \frac{(v_{y0})^2 }{g} - \frac{(v_{y0})^2 }{2g}\\&4 =  \frac{2(v_{y0})^2-(v_{y0})^2}{2g}\\&8g =  (v_{y0})^2\\&Considerando\ g = 9.8 m/s^2 \\&v_{y0}=\sqrt {8g}=\sqrt{8 \cdot 9.8}=8.85\ m/s\\&Reemplazo\ en\ (2)\\&t=\frac{v_{y0} }{g}=\frac{8.85}{9.8}=0.9\ s\\&\text{O sea que sabemos que la altura máxima se da a los 0.9 seg; para calcular x nos está faltando la velocidad inicial en este sentido, para esto vamos a usar alguna propiedad de la parábola}\\&\text{como el máximo se da en 0.9; al doble de ese tiempo estará a la misma altura que en el inicio (y=2m)}\\&\text{Veamos además a que tiempos la altura de la pelota es 3m (esto nos ayudará a calcular }v_{x0})\\&y(t)=3 \to 3=2+8.85 t - 1/2 g t^2\\&0=-1+8.85 t - 1/2 g t^2\\&t_1=0.12 s \ \text{(mientras la pelota va subiendo)}\\&t_2=1.685 s\ \text{(mientras la pelota baja -en el aro)}\\&\text{además sabemos que en 1.685s la pelota está en x=5m, usemos esto...}\\&x=5m = v_{x0} 1.685\\&v_{x0}=\frac{5}{1.685}=2.97 m/s\\&\text{Ahora sí, usemos este valor para ver cual es la distancia donde la altura fue maxima, antes voy a escribir nuevamente todas las ecuaciones, pero reemplazando todos los valores que tenemos}\\&x(t) = 2.97 \ t\\&y(t) = 2 + 8.85\ t - 4.9\  t^2\\&v_x(t) = 2.97\\&v_y(t) = 8.85 - 9.8\  t\\&ahora\ si:\\&x(0.9)=2.97 \cdot 0.9= 2.67m\end{align}$$
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Te ayudo con el bosquejo de tu problema:

El desarrollo del problema que aporto mi compañero Gustavo esta correcto hermano, también puedes expresar de esta manera el resultado:

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