Un carro de 1280 kg que se mueve a 108Km/h frena y su velocidad disminuye a 18Km/h. Calcula: a) El trabajo realizado por la fuerza de frenado. b) Si la distancia recorrida mientras frena es de 50m calcula la fuerza de frenado.
Respuestas
- El trabajo realizado por la fuerza de frenado es: T= 560000 J
- La fuerza de frenado cuando la distancia recorrida es de 50 m es: F= 11200 N
Explicación paso a paso:
- m = 1280 kg.
- Vo = 108 km/h = 30 m/s
- Vf = 18 km/h. =5 m/s
Para resolver éste ejercicio hace falta conocer el tiempo en el cual realizó el frenado, por lo que a ese tiempo lo llamaremos de forma genérica "T"
a) El trabajo realizado por la fuerza de frenado.
A = 30-5 /T
A= 25/T km/h²
El trabajo viene dado por:
- T = F*d
F= m*a = 1280 * 25/T
F= 32000/T N.
D = Vo(T)-1/2 a(T²)
D = 30(T)-25T/2
D= 35T/2
T=F*D
T= 32000/T * 35T/2
T= 560000 J
b) Si la distancia recorrida mientras frena es de 50m calcula la fuerza de frenado.
D = 35T/2 = 50
T= 2.85 s.
F = 32000/2.85 N.
F= 11200 N
Lo primero: 108 km/h = 30 m/s; 18 km/h = 5 m/s
a) El trabajo de las fuerzas aplicadas a un cuerpo produce una variación en su energía cinética.
T = 1/2 m (V² - Vo²)
T = 1/2 . 1280 kg [(5 m/s)² - (30 m/s)²] = - 560000 J = - 560 kJ
Todo trabajo que disminuya la energía cinética es negativo.
b) Si la fuerza se mantuvo constante durante el frenado:
T = F d.
F = T/d = - 560000 J / 50 m = - 11200 N
Saludos Herminio