En el año 2015, el automóvil de fórmula uno RB11 del equipo Infiniti Red Bull, marcó un récord de aceleración ya que, estando detenido, aceleró (con aceleración constante) desde cero hasta alcanzar los 96,6 kilómetros por hora en tan sólo 1,70 segundos.
a) Si la masa
del automóvil en las condiciones de la prueba fue de 800 kilogramos, calcule la
fuerza promedio con la que el motor lo impulsó.
Ecuación
horaria
v
= vo + a t
Donde
v = velocidad final = 96,6 km/h (1000 m/ 1 km) (1h /3600 s) = 26,83 m/s
vo
= velocidad inicial = 0
a =
aceleración
t =
tiempo = 1,70 s
Reemplazando
y despejando a
a =
v / t = 26,83 m/s / 1,70 s = 15,8 m/s2
F = m a
Donde
F =
fuerza del motor
m
= masa = 800 kg
a
= aceleración = 15,8 m/s2
Reemplazando
F = 800 kg 15,8 m/s2
= 1,26 x 10^4 N
b) ¿Que
distancia recorrió el automóvil desde su partida hasta que alcanzó los 96,6
kilómetros por hora?
Ecuación horaria
x = xo + vo t + 1 / 2 a t^2
Donde
x = distancia recorrida
xo = posición inicial = 0
Reemplazando
x = 1/ 2 *
15,8 m/s2 (1,70 s)^2 = 22,08
m
c) Calcule la
potencia promedio con la cual el motor impulsó al automóvil
Pot = W / t
Donde
Pot = potencia promedio
W = trabajo = F d
F = fuerza del motor = 1,26 x 10^4 N
d = distancia recorrida = 22,08 m
t = tiempo = 1,7 s
Reemplazando
Pot = 1,26 x 10^4 N 22,08 m / 1,7 s = 1,67
x 10^5 W
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