• Asignatura: Física
  • Autor: MrProblemas
  • hace 7 años

Un vehículo con una masa de 2000kg desciende por gravedad desde el estado de reposo por una carretera cuya longitud es de 45m, la inclinación de la carretera con respecto a la horizontal es de 25°. Determine la velocidad del vehículo al final del camino. Utilizar los principios de trabajo y energía.
a) Si el rozamiento es despreciado.
b) Cuando se opone al movimiento, considerar μk=0.35.

Por Ley de Newton no me sirve, lo necesito por medio de trabajo y energía. Gracias​

Respuestas

Respuesta dada por: mcamachog
2

Sin fricción, la velocidad del vehículo es igual a:

V2 = 19.31 m/s

Con fricción, la velocidad del vehículo es igual a:

V2 = 9.58 m/s

Primero calculamos la altura inicial del vehículo con respecto a su altura final, aplicamos la razón geométrica del seno:

  • sen(25°) = h1 / 45m
  • h1 = 0.42 * 45m
  • h1 = 19.02 m

También vamos a necesitar la Fuerza Normal "FN" que se calcula aplicando la Segunda Ley de Newton, (definimos un sistema cartesiano de coordenadas paralelo a la carretera inclinada:

  • ∑Fy = 0
  • FN - W*cos(25°) = 0
  • FN = m * g * 0.91
  • FN = 2000Kg * 9.8m/s² * 0.91
  • FN = 17836 N

Despreciando la fuerza de roce:

Con este resultado podemos aplicar el principio de la conservación de la energía:

  • Ep1 = Ec2
  • m*h1*g = (1/2) * m * V2²
  • 19.02m * 9.8m/s² = 0.5 * V2²
  • V2² = 19.02m * 9.8m/s² / 0.5
  • V2 = 19.31 m/s

Tomando en cuenta la fuerza de roce:

EL principio de conservación de la energía quedaría así: La energía inicial del cuerpo mas el trabajo de las fuerza no conservativas "WFnc" que actúan sobre el mismo, es igual a su energía final:

  • Ep1 + WFnc = Ec2
  • m*h1*g  + Fr * d * cos(180°)  = (1/2) * m * V2²
  • 2000Kg * 19.02m * 9.8m/s² + μ* FN * 45m * (-1) = 0.5 * 2000Kg * V2²
  • V2² = 2000Kg * 19.02m * 9.8m/s² - ( 0.35 * 17836N * 45m)  / (0.5 *2000Kg)
  • V2 = 9.58 m/s

Preguntas similares