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Un automóvil cuyo peso es 17, 640 N?

Un automóvil cuyo peso es 17, 640 N. Deciende por una pendiente de 25° respecto a la horizontal a una velocidad de 10 m / s. En un instante el conductor pisa los frenos y detiene el automóvil a una distancia de 20m, ¿Qué fuerza realiza para detenerlo? También quiero saber si al tomar la gravedad como 9. 81 o - 9. 81, el resultado varía o no. Un profe nos dice que nos da el mismo resultado, pero no veo el por qué.

En resumen

Aplicamos el principio de conservación de la energía a los instantes inicial (1) y final (2). La diferencia de energía mecánica entre el estado final y el inicial debe ser igual al trabajo realizado por las fuerzas externas.

Mejor respuesta

Despeluquin
10

Aplicamos el principio de conservación de la energía a los instantes inicial (1) y final (2).

La diferencia de energía mecánica entre el estado final y el inicial debe ser igual al trabajo realizado por las fuerzas externas.

En el instante inicial su energía potencial es :

Ep1 = m g h

Como la altura es igual a la distancia sobre el plano inclinado por el seno del ángulo :

h = d sen 35º

Ep1 = m g d sen 35º

y su energía cinética es :

Ec1 = ½ m v²

E1 = Ep1 + Ec1 = m g h + ½ m v²

En el instante final su energía cinética es cero puesto que ya está detenido y su energía potencial es cero porque su altura es cero (es donde tomamos el origen de alturas).

E2 = 0

El trabajo realizado por los frenos será pues igual a :

Wf = E2 – E1 = 0 – (m g d sen 35º + ½ m v²)

Pero el trabajo realizado por los frenos será igual a la fuerza media aplicada por la distancia, Wf = F d, luego :

F d = –(P / g g d sen 35º + ½ P / g v²) = – (P d sen 35º + ½ P / g v²)

Despejando la fuerza :

F = –(17640 N 20m sen 35º + ½ 17640 N / 9, 8 m / s² (10 m / s)²) / 20 m

► F = –14617, 88 N

Nota.

- La fuerza de frenado tiene signo negativo porque su dirección es contraria al sentido del movimiento.

Un saludo.