• Asignatura: Física
  • Autor: msilvaacero22
  • hace 8 años

Un estudiante propone un diseño para una barrera contra choques de automóviles consistente en un resorte con masa despreciable capaz de detener una vagoneta de 1700 kg que se mueve a 20.0 m/s. Para no lastimar a los pasajeros, la aceleración del auto al frenarse no puede ser mayor que 5.00g. a) Calcule la constante de resorte k requerida, y la distancia que el resorte se comprimirá para detener el vehículo. No considere la deformación sufrida por el vehículo ni la fricción entre el vehículo y el piso. b) ¿Qué desventajas tiene este diseño?

Respuestas

Respuesta dada por: anyuliguevara8
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El diseño para una barrera contra choques de automoviles consistente de un resorte posee los valores de :

a)La constante de resorte K y la distancia que el resorte se comprimirá para detener el vehículo son :

     K=10204 N/m  y A= 8.16m.

b) La desventaja que tiene el diseño es que los valores se calculan sin tomar los valores reales, porque la fricción y la deformación se producen.

      La constante de resorte k requerida, y la distancia que el resorte se comprimirá se calculan mediante la aplicación de las siguientes fórmulas:

  m = 1700kg

  V = 20.0m/s

  m = 5.00g

  K = ?

  X = ?

 

la máxima aceleración

amax = ω² A

 5g = ω² A = k *A/m  

   El nivel de compresión A será aquel para el cual la energía que acumule el resorte como energía potencial iguale a la energía cinética que traía el auto cuando impactó en él:

Ep = ½ k* A²  

Ec = ½ m*Vo²  

Igualándolas:  

    k* A² = m *Vo²

 

      5g = k *A/m  

 k* A² = m *Vo²  

5 g ≈ 5 * 9.8 m/s² = 49 m/s²    

49 = k *A / 1700  

k *A² = 1700 * 20² = 680000  

 kA = 49 * 1700 = 83300  

 K*A² = kA *A = 83300 A = 680000  

   A = 680000 / 83300 = 8.16 m  

   K*A = 8.16 k = 83300  

     K = 83300 / 8.16 = 10204 N/m  

                 

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