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Problema 07. El vagón perdido El tren se supone que se mueve inicialmente
con movimiento uniforme de ecuación s=s0+v*(t-t0). De las posiciones y tiempos de las
imágenes t-t0=15
s y s0=0 por lo que usando la ecuación anterior 300=v*15 la velocidad a que circula el tren v=20 m/s.
Si esa velocidad es constante y él
observador sabe que el dinamómetro que está situado entre el penúltimo y el
último vagón señala 2.560 N, dado
que no posee aceleración, esa fuerza
se emplea en vencer las que se oponen
al movimiento,
rozamiento con los carriles y resistencia
del aire.
Cuando el vagón se suelta suponemos que las fuerzas de oposición son como mínimo las mismas que antes, aunque al ir el solo es lógico que encuentre más resistencia del aire, por lo que le van frenando. Estas son las aproximaciones que hay que hacer además de considerar que se detiene con un movimiento uniformemente retardado. De la segunda ley de Newton la aceleración (FR=m*a) vale a=0,64 m/s2. Suponiendo esa fuerza constante, cuando se pare por completo de la ecuación v0–v=a*(t-t0) siendo v=0 se deduce que tarda en pararse t-t0=31,25 s. Y desde que se suelta recorre s=v0*(t-t0)–½*a*(t-t0)2, y como son v0=20 m/s y a=0,64 m/s2, resulta que s=312 m y dado que la distancia a la
estación son 500 m
no llega a la estación.
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