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Coche que frena: magnitudes del movimiento 0001

Un automóvil de 1 200 kg de masa va a una velocidad de 30 km/h cuando se aplican los frenos y se detiene por completo en 4,16 s. Determina la aceleración de frenado, la fuerza que han hecho los frenos y la distancia recorrida hasta detenerse completamente.

SOLUCIÓN

Primero vamos a convertir la velocidad a unidades SI:

30\frac{km}{h}\cdot \frac{10^3\ m}{1\ km}{1\ h}{3\ 600\ s} = 8,33\frac{m}{s}


La aceleración de frenado será la variación de la velocidad que sufre en los 4,16 s:

a = \frac{v_f - v_i}{t} = \frac{(0 - 8,33)\ m/s}{4,16\ s} = \bf -2\frac{m}{s^2}


La fuerza que aplican los frenos es el producto de la aceleración que provocan por la masa del automóvil:

F = m\cdot a = 1\ 200\ kg\cdot (- 2\frac{m}{s^2}) = \bf - 2\ 400\ N


La distancia que recorre antes de pararse se puede calcular en función de las velocidades inicial y final o en función del tiempo. Lo hacemos de este último modo:

d = v_0t + \frac{1}{2}at^2 = 8,33\frac{m}{s}\cdot 4,16\ s - \frac{1}{2}\cdot 2\frac{m}{s^2}\cdot 4,16^2\ s^2 = \bf 17,35\ m

 

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