Una camioneta lleva una energia cinetica traslacional de 4x104 J y se detiene despues de recorrer con 20m calcular el valor de la fuerza media que ha actuado para detenerla
Respuestas
Datos:
Ec = 4* 10⁴ joules
Vf=0
d = 20 m
Calcular :
Fm = ?
Solución :
Formula de energía cinética
Ec = m * V² / 2
Se despeja V
V² = 2 * Ec / m
V = √ ( 2 * 4 * 10⁴ Joules /m
V = √ ( 8 * 10⁴ joules /m ) velocidad inicial
antes de empezar
frenar.
Vf² = Vo² + 2 * d * a
a = ( Vf² - Vo² ) / (2 * d )
a= ( 0² - 8 *10⁴ joules /m ) / (2* 20mts )
a = -2000 New /m aceleración retardatriz
Fm = m * a
Fm = m * 2000 New /m
Fm = 2000 New
La fuerza media que acta para detenerla es 2000 New y actúa
en sentido contrario al movimiento .
Sabiendo que una camioneta lleva una energía cinética de 4x10⁴ J y se detiene luego de 20 m, tenemos que la fuerza media que ha actuado para detenerla es de 2000 N.
¿Cómo se calcula el trabajo mecánico?
El trabajo mecánico se obtiene de la siguiente manera:
W = F·d·cos(α)
Donde:
- W = trabajo
- F = fuerza
- d = desplazamiento
- α = ángulo entre el vector desplazamiento y el vector fuerza
Análisis del problema
En el contexto del enunciado, para detener la camioneta se debe aplicar un trabajo igual a su energía cinética pero en sentido contrario al movimiento.
Por tanto, empleando la ecuación de trabajo podemos encontrar la fuerza media que ha actuado para detener la camioneta.
Resolución del problema
Aplicamos la ecuación de trabajo para encontrar la fuerza media:
W = F·d·cos(α)
-4x10⁴ J = F·(20 m)·cos(180º)
F = -4x10⁴ J / (20 m)·cos(180º)
F = 2000 N
Por tanto, la fuerza media que ha actuado para detener la camioneta es de 2000 N. Esta fuerza actúa en sentido contrario al movimiento.
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