Problema física
Por favor necesitaría que me ayudasen con este problema:
Un automóvil de 1100 Kg de masa desciende por un plano inclinado 30º. En un momento en el que la velocidad del coche es de 20 m/s, el conductor aplica el freno y el vehículo se detiene después de haber recorrido 50 m. A) Calcular las pérdidas de energía cinética y potencial. B) ¿Cuál es la fuerza media paralela al plano inclinado que ejercen los frenos?
Muchas gracias
Un automóvil de 1100 Kg de masa desciende por un plano inclinado 30º. En un momento en el que la velocidad del coche es de 20 m/s, el conductor aplica el freno y el vehículo se detiene después de haber recorrido 50 m. A) Calcular las pérdidas de energía cinética y potencial. B) ¿Cuál es la fuerza media paralela al plano inclinado que ejercen los frenos?
Muchas gracias
1 respuesta
Respuesta de leviatanxxi
1
Para que este problema quede claro necesitaría hacerte llegar un diagrama.
¿Puedes pasarme una dirección de correo y te lo mando todo allí?
¿Puedes pasarme una dirección de correo y te lo mando todo allí?
Mi dirección de correo es [email protected].
Muchas gracias.
Muchas gracias.
Me puse a resolver el problema, pero me he encontrado con que faltan una serie de datos:
"Un automóvil de 1100 Kg de masa desciende por un plano inclinado 30º. En un momento en el que la velocidad del coche es de 20 m/s, el conductor aplica el freno y el vehículo se detiene después de haber recorrido 50 m"
Hasta aquí está claro. La única fuerza que actúa es el peso, pero en su componente horizontral, ya que la vertical se anula conla fuerza Normal. Por tanto:
F = Px = P · cos 30 = m · g ·cos30
Como, por otro lado y según la 2ª ley de Newton: F = m · a, comparando las dos expresiones de la fuerza:
m·a = m·g·cos30
a= 9.8 · cos 30 = 8.49 m/s^2
Ahora podemos obtener el espacio que llevará recorrido el coche en el momento en que se aplica el freno:
vf^2 = vo^2 + 2·a·e
20^2 = 0^2 + 2·8.49·e
e = 23.57m
Ahora viene el problema:
"Calcular las pérdidas de energía cinética y potencial"
¿Entre qué puntos? ¿Entre el inicial y el final? ¿Entre el punto donde empieza a frenar y el final? ¿Entre el punto inicial y el que empieza a frenar?
b) ¿Cuál es la fuerza media paralela al plano inclinado que ejercen los frenos?
En el momento en que empiece a frenar, la fuerza total será la suma de todas las que actúan, que son la componente horixontal del peso (como antes) y la fuerza de frenado. Como el coche se acaba parando, la fuerza de frenado será mayor que el peso, por tanto:
F = F frenado - Px
Como, por otro lado y según la 2ª ley de Newton: F = m · a, comparando las dos expresiones de la fuerza:
m·a = F frenado - Px
F frenado = m·a + m·g·cos30 ecuación 1
Para resolverlo, solo nos falta averiguar cuál es la nueva aceleración, ya que será diferente ala que había antes de frenar, lógicamente. Para calcularla, debemos tener presente que frenará en 50 metros, y que al aplicar el freno lleva una velocidad de 20 m/s.
vf^2 = vo^2 + 2·a·e
0^2 = 20^2 + 2·a·50
a = - 4 m/s (sale negativa porque estamos frenando)
Llevando este valor de aceleración a la ecuación 1:
F frenado = m·a + m·g·cos30 = 1100· (-4) + 1100 · 9.8 · cos30 = 5335.75 N
Queda pendiente la parte de las energías
"Un automóvil de 1100 Kg de masa desciende por un plano inclinado 30º. En un momento en el que la velocidad del coche es de 20 m/s, el conductor aplica el freno y el vehículo se detiene después de haber recorrido 50 m"
Hasta aquí está claro. La única fuerza que actúa es el peso, pero en su componente horizontral, ya que la vertical se anula conla fuerza Normal. Por tanto:
F = Px = P · cos 30 = m · g ·cos30
Como, por otro lado y según la 2ª ley de Newton: F = m · a, comparando las dos expresiones de la fuerza:
m·a = m·g·cos30
a= 9.8 · cos 30 = 8.49 m/s^2
Ahora podemos obtener el espacio que llevará recorrido el coche en el momento en que se aplica el freno:
vf^2 = vo^2 + 2·a·e
20^2 = 0^2 + 2·8.49·e
e = 23.57m
Ahora viene el problema:
"Calcular las pérdidas de energía cinética y potencial"
¿Entre qué puntos? ¿Entre el inicial y el final? ¿Entre el punto donde empieza a frenar y el final? ¿Entre el punto inicial y el que empieza a frenar?
b) ¿Cuál es la fuerza media paralela al plano inclinado que ejercen los frenos?
En el momento en que empiece a frenar, la fuerza total será la suma de todas las que actúan, que son la componente horixontal del peso (como antes) y la fuerza de frenado. Como el coche se acaba parando, la fuerza de frenado será mayor que el peso, por tanto:
F = F frenado - Px
Como, por otro lado y según la 2ª ley de Newton: F = m · a, comparando las dos expresiones de la fuerza:
m·a = F frenado - Px
F frenado = m·a + m·g·cos30 ecuación 1
Para resolverlo, solo nos falta averiguar cuál es la nueva aceleración, ya que será diferente ala que había antes de frenar, lógicamente. Para calcularla, debemos tener presente que frenará en 50 metros, y que al aplicar el freno lleva una velocidad de 20 m/s.
vf^2 = vo^2 + 2·a·e
0^2 = 20^2 + 2·a·50
a = - 4 m/s (sale negativa porque estamos frenando)
Llevando este valor de aceleración a la ecuación 1:
F frenado = m·a + m·g·cos30 = 1100· (-4) + 1100 · 9.8 · cos30 = 5335.75 N
Queda pendiente la parte de las energías
