Problema nº 9 de trabajo y potencia, energía en fuerzas no conservativas - TP04
Enunciado del ejercicio nº 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
Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina
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Ejemplo, cómo calcular la energía en fuerzas no conservativas