Problema n° 9 de trabajo, energía y potencia, fuerza resultante - TP05

Enunciado del ejercicio n° 9

El conductor de un coche de 1.200 kg nota que el coche disminuye su velocidad desde 20 m/s a 15 m/s en una distancia de 120 m sobre suelo nivelado.

¿De qué magnitud es la fuerza que se opone al movimiento?

Desarrollo

Datos:

vᵢ = 20 m/s

vf = 15 m/s

d = 120 m

m = 1.200 kg

Fórmulas:

ΔEM = ΔEC + ΔEP + LFr

Esquema:

Esquema del movimiento

Solución

La energía potencial es nula porque no hay cambio de altura.

ΔEM = ΔEC + 0 + LFr

No habla de trabajo, por lo tanto:

ΔEM = ΔEC + 0 + 0

Entonces:

ΔEM = ΔEC

ΔEM = ECf - ECi

La variación de la energía mecánica es el trabajo que realiza la fuerza resultante del sistema:

ΔEM = LFT

Igualando:

LFT = ECf - ECi

Desglosamos los términos:

FT·d = ½·m·vf² - ½·m·vᵢ²

FT = (½·m·vf² - ½·m·vᵢ²)/d

FT = [½·1.200 kg·(20 m/s)² - ½·1.200 kg·(15 m/s)²]/120 m

FT = (240.000 kg·m²/s² - 135.000 kg·m²/s²)/120 m

FT = (105.000 kg·m²/s²)/120 m

FT = 875 kg·m/s²

Respuesta, FT = 875 N.

Ejemplo, cómo calcular la fuerza resultante

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