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Ejemplo, cómo calcular la energía en fuerzas no conservativas

Problema n° 9 de trabajo, energía y potencia

Enunciado del ejercicio n° 9

Un vagón de 95.000 kg de masa que desarrolla una velocidad de 40 m/s, aplica los frenos y recorro 6,4 km antes de detenerse. ¿Cuál es la resistencia ejercida por los frenos?

Desarrollo

Datos:

m = 95.000 kg

d = 6,4 km = 6.400 m

vi = 40 m/s

vf = 0 m/s

Fórmulas:

L = ΔEM = ΔEc = Ec2 - Ec1

F = m·a

Solución

La pérdida de energía cinética durante el frenado se manifiesta por el trabajo de la fuerza de frenado.

Ecf - Eci = LFf

½·m·vf² - ½·m·vi² = Ff·d

Ff =½·m·(0² - vi²)
d

Lo anterior nos indica que la ausencia de velocidad en un punto anula la energía cinética en ese punto.

Ff =½·95.000 kg·[-(40 m/s)²]
6.400 m
Ff =47.500 kg·(-1.600 m²/s²)
6.400 m
Ff =-76.000.000 kg·m²/s²
6.400 m

Resultado, la resistencia ejercida por los frenos es:

Ff = -11,875 N

Autor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

San Martín. Buenos Aires. Argentina.

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