Question

Un automóvil de 900kg se mueve por un camino horizontal a 20m/s, cuando se aplican los frenos y el coche pátina hasta detenerse 30m más adelante. Hallar:
a) la fuerza de rozamiento
b) la energía térmica ganada
c) el coeficiente de rozamiento cinético

Mostrar el procedimiento de cada una.

Resp: 6KN, 180KJ, 0,68

Answer 1

Hola

a) Fuerza de rozamiento

La fuerza de rozamiento es la fuerza que se opone al movimiento, tiene sentido contrario. Cuando el auto empieza a frenar, empieza a existir una fuerza de rozamiento.

Por 2° ley de Newton toda fuerza se define como:  $F=m.a$

Necesitamos hallar esa fuerza de rozamiento, tenemos m = 900 kg pero no tenemos a. En este caso a no sería la aceleración, mas bien, la desaceleración.

Sin embargo, a se puede hallar con una de las fórmulas del MRUV (teniendo vi=20 m/s ; vf=0 ; d=30 m):

${v_f}^2={v_i}^2-2ad$  (Signo menos porque desacelera)

Reemplazando:

$0=20^2-2.30.a\\60a=400$

$a=\dfrac{20}{3} ~\dfrac{m}{s^2}$

Reemplazando en la segunda ley:

$F_r=900~kg\times \dfrac{20}{3}~\dfrac{m}{s^2}$

$\boxed{F_r=6000~N=6~KN}$

b) Energía térmica ganada

No sería correcto mencionarlo como energía térmica, ya que no estamos midiendo la generación de calor, mas bien, debería llamarse energía cinética:

$E_c=\dfrac{1}{2}~m\times v^2$

Reemplazando los valores:

$E_c=\dfrac{1}{2}~900\times 20^2$

$\boxed{E_c=180000~J=180~KJ}$

c) Coeficiente de rozamiento cinético

El coeficiente de rozamiento cinético se halla a partir del concepto de fuerza de rozamiento:

$F_r=\mu_k\times N$

$\mu_k$ es el coeficiente de rozamiento cinético y N es la normal (fuerza contraria al peso pero con el mismo valor. El peso se halla multiplicando la masa x la aceleración de la gravedad (9,8 m/s²))

$N=900\times 9,8=8820~N$

Finalmente:

$6000~N=\mu_k\times 8820~N$

$\boxed{\mu_k=0,68}$

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Y eso es todo. Espero haberte ayudado.