Física, pregunta formulada por cesarllontop84, hace 1 año

Ejercicio 1. Segunda ley de Newton
Las ruedas de una locomotora de 500 ton tienen un coeficiente de fricción estático con las vías de μ_s=0.15.
A - ¿Cuál es la fuerza de tracción tangencial máxima F_Máx ejercida entre las vías y las ruedas?
B - Si se tiene una fuerza de tracción de 2/3 de la máxima, ¿en cuánto tiempo pasaría desde el reposo a alcanzar una velocidad de 100 km/h?
C - ¿Cuánta distancia recorrería en este tiempo?
D - A la locomotora se le enganchan una serie de vagones con una masa total de 100 ton, que ejercen fuerzas de fricción que se oponen al movimiento del tren. Si las fuerzas de fricción de los vagones son iguales a 0.12 de su peso, y la fuerza de tracción de las ruedas de la locomotora es de 2/3 de la máxima, ¿en cuánto tiempo pasaría desde el reposo a alcanzar una velocidad de 100 km/h?
E -¿Cuánta distancia recorrería en este tiempo?

Respuestas a la pregunta

Contestado por tbermudezgomez28
7

La fuerza de traccion tangencial maxima de la locomotora es de:

Fmax = 735750 N

el tiempo que pása en alcanzar una velocidad de 100km/h es de:

t = 28.31 s

a su vez recorre

Xf  = 392.71 m

Si se le engnchan vagones el tiempo para alcanzar los 100km/h sera de:

t = 34.83 s

y su recorrdio en ese tiempo

Xf  = 485.25 m

Explicación:

¿Cuál es la fuerza de tracción tangencial máxima Fmax ejercida entre las vías y las ruedas?

Sabemos que la fuerza maxima vendra dado por:

Fmax = uFn

Donde la Fuerza normal es igual al peso en Newton

Fn = mg

Fn = 500ton * (1000kg/1Ton) * 9.81m/s²

Fn  = 4905000 N

Fmax = 0.15*4905000N

Fmax = 735750 N

Si se tiene una fuerza de tracción de 2/3 de la máxima, ¿en cuánto tiempo pasaría desde el reposo a alcanzar una velocidad de 100 km/h?

Usamos la ecuacion de impulso lineal dada por:

Ft = mΔV

t = m(Vf - Vo)/F

Vo = 0m/s

Vf = 100km/h * 1000m*1h/1km*3600s = 27.78 m/s

t = 500000kg (27.78m/s - 0m/s)/(2/3*735750N)

t = 28.31 s

¿Cuánta distancia recorrería en este tiempo?

Xf= Vot + at²/2

Calculamos la aceleracion

Vf = Vo + at

a = (27.78m/s-0m/s)/28.31s

a  = 0.98 m/s²

Xf = 0 + 0.98m/s²*(28.31s)²/2

Xf  = 392.71 m

A la locomotora se le enganchan una serie de vagones con una masa total de 100 ton, que ejercen fuerzas de fricción que se oponen al movimiento del tren. Si las fuerzas de fricción de los vagones son iguales a 0.12 de su peso, y la fuerza de tracción de las ruedas de la locomotora es de 2/3 de la máxima, ¿en cuánto tiempo pasaría desde el reposo a alcanzar una velocidad de 100 km/h?

Si la fuerza de friccion de los vagones de 0.12 su peso

Fr = 0.12*100ton (1000kg*1ton)

Fr  = 12000N

Ftr = 2/3*735750N

Ftr = 490500N

Ftotal = 478500N

t = 600000kg (27.78m/s - 0)/ 478500N

t = 34.83 s

¿Cuánta distancia recorrería en este tiempo?

aceleracion

a = (27.78m/s-0m/s)/34.83s

a  = 0.8 m/s²

Xf = 0 + 0.8m/s²*(34.83s)²/2

Xf  = 485.25 m

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