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NO ME SALEN
EJERCICIOS RESUELTOS DE BIOFÍSICA DEL CBC
(Leyes de conservación, trabajo) |
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47- El conductor de un auto que se estaba desplazando
a 72 km/h, frena al ver el semáforo en
rojo. El vehículo, de 1000 kg, se detiene en 50 m. |
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a) Dibuje todas las fuerzas que actúan sobre el
vehículo, e identifique sus pares de interacción.
b) Calcule, por consideraciones energéticas, el
valor de la fuerza, supuesta constante, que actúa
en el frenado.
OK, no te tenemos miedo. |
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Arranquemos con la dinámica. Las fuerzas que obran sobre el auto son 3. El peso, P, que es la fuerza con la que la Tierra atrae al auto y cuyo par de interacción actúa sobre la Tierra (obviamente acá no hay que dibujarla) yes la fuerza con la que el auto atrae a la Tierra.
El apoyo, A, es la fuerza con la que el pavimento sostiene al auto y que si no estuviera el auto se hundiría hasta el infierno. Su par de interacción es la fuerza con la que el auto apreta al pavimento y si querés dibujarla deberías hacer un diagrama de cuerpo libre del pavimento.
Y por último el rozamiento con el pavimento, Roz, que es la fuerza con la que el pavimento y su rugosidad resiste el deslizamiento del auto hacia adelante. Su par de interacción es la fuerza con la que el auto empuja al pavimento hacia adelante y que como este es muy duro casi, casi no le hace mella. |
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b) Calcule, por consideraciones energéticas, el
valor de la fuerza, supuesta constante, que actúa
en el frenado. Por consideraciones energéticas alude a que este ejercicio podés resolverlo haciendo dinámica y cinemática. Y es mucho más largo y tedioso. Podés comparalos acá. vamos a la energía.
Elegimos dos eventos, los mismos 0 y 1 de allá arriba. Y aplicamos el sencillo teorema
WRes = ΔEC
No cabe duda de que la resultante es la fuerza de rozamieno (A y P se anulan mutuamente). El desplazamiento es d, el ángulo que forman es 180º y su coseno, -1
— Roz d = EC1 — EC0
EC1 vale ceo porque es ahí donde el auto se detiene.
Roz d = EC0
Roz = ½ m v0² / d
72 km/h es lo mismo que 20 m/s
Roz = ½ 1000 kg . 400 m²/s² / 50 m
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Roz = 4000 N |
salió con fritas |
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| PARA APRENDER MÁS: La relación entre el trabajo de la resultante y la variacion de la energía cinético, el teorema fundamental. |
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| Algunos derechos reservados.
Se permite su reproducción citando la fuente. Última actualización mar-20. Buenos Aires, Argentina. |
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