Física, pregunta formulada por Agus4612, hace 1 año

La distancia entre dos estaciones es de 1,5 km. un tren , que parte del reposo , recorre la primera mitad con aceleración positiva y la segunda mitad desacelerando hasta detenerse. la velocidad máxima que desollara el tren es de 50 km/determinar.

A) La aceleración y duración del primer tramo.
B)La aceleración y duración del segundo tramo.

Respuestas a la pregunta

Contestado por JoSinclair
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Se trata de un problema donde se aplica el principio del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA).


Para determinar las aceleraciones y la duración del trayecto en cada tramo,  realizaremos los cálculos por separado, aplicando las ecuaciones del MRUA.


Datos:


V max = 50 Km/h = 13,89 m/s (porque 1 Km/h equivale a 0,277778 m/s)


d = 1,5 Km = 1500 m (1 Km = 1000 m)


Como se nos indica que el tren acelerará hasta llegar a la MITAD del tramo, podemos decir que el primer tramo y el segundo tendrán una distancia de:


d₁ = 0,75 Km = 750 m

d₂ = 0,75 Km = 750 m


Tomemos en cuenta las consideraciones para resolver las interrogantes: a) La velocidad inicial partiendo del reposo y la final cuando el tren se detiene será igual a 0b) El vector de aceleración durante el primer tramo es positivo, porque la aceleración parte de 0, hasta desarrollar una velocidad máxima; en el segundo tramo, como se desacelera, el resultado debe ser negativo.


Aplicamos la fórmula para calcular aceleración:


a = Vf² – Vi² / 2d


Para el 1° tramo


a = (13,89 m/s)² – 0 / 2 (750 m)


a = 0,1286214 m/s² ≈ 0,13 m/s².


La aceleración del tren durante el recorrido del 1° tramo será de 0,13 m/s² ( con valor positivo, porque se incrementó la velocidad desde 0) hasta alcanzar una Vmax de 50 Km/h.


Ahora, si tenemos que el tiempo de un recorrido depende de la aceleración la velocidad, de acuerdo a MRUA, decimos:


t = Vf – Vi / a


t = 13,89 m/s – 0 / 0,13 m/s2


t = 106,85 s


El tiempo de recorrido del tren en el primer tramo es igual a 106,85 s.


Para el 2° tramo


a = 0 - (13,89 m/s)²  / 2 (750 m)


a = -0,1286214 m/s² ≈ - 0,13 m/s²


Aceleración a con valor negativo.


Tiempo:


t = Vf – Vi / a


t = 0 - 13,89 m/s / - 0,13 m/s²


t = 106,85 s


El tiempo de recorrido por el tren en el segundo tramo es de 106,85 s


Así podemos ver que tanto la aceleración como el tiempo de recorrido de ambos tramos es igual, solo que la aceleración del 2° tramo tiene un valor negativo, porque disminuye la velocidad hasta detenerse por completo.

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