Question

Un hombre se encuentra aislado en un furgón de tren completamente cerrado. Él cuelga un objeto de 8 kg como un péndulo del techo. Cuando el tren empieza a acelerarse, él observa que el péndulo cuelga manteniéndose en equilibrio, con un ángulo de 10º respecto a la vertical. ¿Cuál es la aceleración del tren? ¿El hombre necesita conocer realmente la masa del objeto para resolver este problema?

Answer 1

Se trata de un ejercicio de dinámica donde tanto el tren como el péndulo poseen la misma aceleración.

Construyamos un diagrama de fuerzas de la situación planteada como te adjunto en la imagen.

La sumatoria de fuerzas sobre el eje vertical será:

Ty - P = 0

Ty = P

Tcosα = mg

T = mg/cosα

Para el eje horizontal tenemos:

Tx = ma

Tsinα = ma

mgsinα /cosα = ma

a = gsinα /cosα

a = gtan α

a = (9.8 m/s²)×tan 10°

a ≅ 1.73 m/s²

Como observamos, el hombre no necesita conocer la masa del objeto para resolver el problema.

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