Question

Una catapulta para jets sobre un portaaviones acelera uniformemente desde el reposo a un avión de 4000 kg con una rapidez de despegue de 320 km/h en 2 segundos. ¿Cuál es la magnitud de la fuerza neta sobre el avión?​

Answer 1

La magnitud de la fuerza neta es de 177760 N

Solución

Convertimos los km/h a m/s

Sabiendo que 1 km/h equivale a 0,278 m/s

Y que para convertir kilómetros por hora a metros por segundo se divide el valor de la velocidad entre 3,6

$\boxed{\bold{ 320 \ km/h \ \div \ 3,6 = 88,88 \ m/s}}$

Hallamos la aceleración desarrollada por el avión

La ecuación de la aceleración esta dada por:

$\boxed {\bold { a = \frac{V_{f} \ -\ V_{0} }{ t\ } }}}$

Donde

${\bold { a }\ \ \ \ \ \ \ \ \textsf{ Es la aceleraci\'on } }}$

$\bold { V_{0} \ \ \ \ \ \ \textsf{ Es la velocidad inicial } }}$

$\bold { V_{f} \ \ \ \ \ \ \textsf{ Es la velocidad final } }}$

$\bold { t \ \ \ \ \ \ \ \ \ \textsf{ Es el tiempo } }}$

Donde como en este caso el avión parte desde el reposo por lo tanto la velocidad inicial es igual a cero $\bold { V_{0} = 0 }}$

Reemplazamos valores y resolvemos

$\boxed {\bold { a = \frac{88,88 \ m/s\ -\ 0 \ m/s }{ 2 \ s } }}}$

$\boxed {\bold { a = \frac{ 88,88 \ m/s }{ 2 \ s } }}}$

$\large\boxed {\bold { a = \ 44,44 \ m/s^{2} }}}$

Hallamos la fuerza neta

Por la segunda ley de movimiento de Newton

$\boxed {\bold { F =m \ . \ a }}}$

Donde

$\large\textsf{F = Fuerza } } }}$

$\large\textsf{m = masa } } }}$

$\large\textsf{a = aceleraci\'on } } }}$

Reemplazando

$\boxed {\bold { F =4000 \ kg \ . \ 44, 44 \ m /s^{2} }}}$

$\large\boxed {\bold { F = 177760 \ N} }}}$

La magnitud de la fuerza neta es de 177760 N