Question

un tren se esta moviendo con una rapidez de 30,0 m/s. el conductor del tren observa que a una distancia de 500,0 m se encuentra otro tren que esta quieto, entonces el conductor para evitar la colisión aplica los frenos y la fuerza de rozamiento cinética detiene el tren y no ocurre el choque. que valor debía tener el coeficiente de rozamiento cinetico? (g=9,80 m/s2) !

Answer 1

La fuerza de rozamiento cinético va a la izquierda ◀️

La velocidad va hacia la derecha▶️

La normal va hacia arriba

Y el peso va hacia abajo

Nuestra ecuación de izquierda a derecha nos quedaría

Que la fuerza de rozamiento cinético=velocidad

Donde la velocidad=fuerza de colisión

Fuerza de colisión= masa*aceleracion

Y la fuerza de rozamiento cinético= coeficiente cinetico*normal

Entonces nos quedaría de esta manera:

~N=ma

~ es el coeficiente cinético
N es la normal
m masa del cuerpo
a aceleración del cuerpo

Por otro lado tenemos nuestra ecuación de arriba y abajo que es:

N=w

N es la normal
W es el peso del cuerpo

peso cuerpo= masa*gravedad

Entonces comparando obtenemos que:

~*N=m*a
Y la otra es:
N=w

Sustituimos la normal en la primera ecuación:

~*w=m*a

Sabes que el w=m*g

Entonces:

~*m*g=m*a

Se cancelan las masas en la igualdad y tenemos que:

~*g=a

Y ahora falta conocer la aceleración con esta fórmula :

Vf^2=Vi^2-2*a*d

Vf es la velocidad final
Vi es la velocidad inicial
a es la aceleración
d es la distancia

Aquí la velocidad final es cero pues no desacelera y la inicial son los 30m/s

La distancia son 500 desde el punto que está hasta antes de chocar con el otro tren

Entonces sustituyendo:

(0)^2=(30)^2-2*a*500

Despejando y demás obtenemos que la aceleración

a= .9m/s^2

Y ahora que tenemos la aceleración podemos despejar en la ecuación anterior que teníamos al principio:

~*g=a

Esto es igual a:

~*9.80=.9

~= .9/9.80

~= .09 esto sería el valor del coeficiente cinético que debe de tener el tren para frenar si estamparse con el otro tren

Saludos !