Un automóvil de 1300 kg cambia su velocidad de 25.2 km/h a 72 km/h en 6 s. Calcula la fuerza para tener ese cambio de velocidad, si hay un coeficiente de fricción de 0.3 entre las llantas y el suelo.
Respuestas a la pregunta
Primero convertimos los km/h a m/s, dividiendo para 3.6
m/s = 25.2 / 3.6 = 7 m/s
m/s = 72 / 3.6 = 20 m/s
Ahora calculamos la aceleración con la fórmula:
a = (Vf - Vo) / t
Reemplazando:
a =(20 m/s - 7 m/s) / 6 s
- Efectuamos operaciones:
a = 2.16 m/s²
Una vez que tengamos la aceleración, calculamos la fuerza con el principio de Newton:
F - Fr = ma
Ya que carecemos del valor de la fuerza de rozamiento, descomponemos:
F - (μN) = ma
Ya que N es la fuerza entre dos superficies, sería equivalente al peso:
F - (μmg) = ma
Tenemos como datos:
F = Fuerza = ¿?
μ = Coeficiente de rozamiento = 0.3
m = Masa = 1300 kg
g = Gravedad = 9.81 m/s²
a = Aceleración = 2.16 m/s²
Reemplazamos acorde lo planteado:
F - (0.3 * 1300 kg * 9.81 m/s²) = 1300 kg * 2.16 m/s²
- Resolvemos:
F - 3825 N = 2808 N
- La fuerza de rozamiento pasa a sumar y efectuamos la operación:
F = 2808 N + 3825 N = 6633 N
Resultado:
La fuerza a aplicar es de 6633 Newtons.