Problema nº 9 de trabajo, energía y potencia, fuerza resultante - TP05

Enunciado del ejercicio nº 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?

vᵢ = 20 m/s

v_f = 15 m/s

d = 120 m

m = 1.200 kg

ΔE_M = ΔE_C + ΔE_P + L_Fr

Esquema del movimiento

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

ΔE_M = ΔE_C + 0 + L_Fr

No habla de trabajo, por lo tanto:

ΔE_M = ΔE_C + 0 + 0

Entonces:

ΔE_M = ΔE_C

ΔE_M = E_Cf - E_Ci

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

ΔE_M = LF_T

Igualando:

LF_T = E_Cf - E_Ci

Desglosamos los términos:

F_T·d = ½·m·v_f² - ½·m·vᵢ²

F_T = (½·m·v_f² - ½·m·vᵢ²)/d

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

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

F_T = (105.000 kg·m²/s²)/120 m

F_T = 875 kg·m/s²

Respuesta, F_T = 875 N.

Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina

Ejemplo, cómo calcular la fuerza resultante