4. Un trineo con un niño se desplaza en línea recta por una superficie plana con una velocidad de 20 m/s. Lamasa del conjunto
Ejercicio de fisica.
4. Un trineo con un niño se desplaza en línea recta por una superficie plana con una velocidad de 20 m/s. Lamasa del conjunto es de 60 kg. Por detrás es embestido por otro trineo que lleva su madre con una velocidad de 35 m/s. El peso total de este trineo y de su madre es de 80 Kg. Tras el choque, los dos trineos quedan unidos. (2,5 puntos)
A. ¿Cuál es el momento lineal del trineo del niño? (0,5 punto)
B. ¿Cuál es la velocidad del conjunto tras el choque? (1 punto)
C. Si tras el choque, los trineos experimentan un rozamiento con un coeficiente de 0,2, ¿Cuál es la aceleración de frenado que experimentan? (1 punto)
OPCIÓN
1 Respuesta
A) MOmento lineal del trineo del niño:
Momento lineal = Masa x velocidad = 60 Kg x 20 m/seg = 1200 Kg.m/seg. Vector paralelo a la velocidad del trineo del niño.
b) Tras el choque ... el conjunto de los dos trineos unidos presenta una masa de 60 + 80 = 140 Kg.masa.
Tras el choque el estado final se establece por la ecuación:
M1V1 + M2V2 = (M1+M2) V3 ....TODO VECTORIAL COLINEAL.
V3= M1V1 + M2V2 / M1+M2 = (60 X 20) + (80 X 35) / 140 = 4000/ 140 = 28.57 m/seg.
c) La fuerza de rozamiento( frenante) del conjunto será= 0.20 x Fuerza de Reaccion de la superficie = 0.20 x Peso del conjunto=0.20 x 1400 N = 280N
Luego siendo fuerza = masa x aceleracion frenante ..........aceleracion frenante = 280 N / 1400 kG.MASA = 0.20 m/seg^2
Masa x aceleracion del conjunto
¿Me puede explicar el apartado c un poco más amplio?
Si apoyas cualeuier cuerpo ( un cajón p. ej.) sobre un piso común... al trasladarlo tendrás que hacer alguna fuerza... y si lo soltás se detendrá casi instantáneamente.
La fuerza mínima que tendrás que hacer para que se comience a mover desde el reposo es la fuerza de rozamiento estático... la que tendrás que seguir haciendo para que se mantenga en movimiento es la de rozamiento dinámico... que es la que normalmente se da como dato para esrtos problemas. Se define como coeficiente de rozamiento dinámico la relación entre la fuerza necesaria para mantener el movimiento a velocidad constante y la fuerza de reacción del suelo sobre el cuerpo que se mueve. Es el valor que te están dando como = 0.20. En tu caso la reacción sería la fuerza peso del conjunto de ambos trineos unidos dirigida hacia arriba. La fuerza de rozamiento que los tiende a frenar sería 0.20 x Peso de ambos trineos = 280 N. y tiene dirección opuesta al movimiento.
Luego, aplicas la fórmula fundamental de la dinámica de Newton y te saldrá el resultado que tienes.
