a.
¿Qué fuerza constante debe ejercer el motor de un
automóvil cuya masa es de 1500 kg para que aumente la velocidad del auto de 4
km/h a 40 km/h en 8 s?
F = m a
Donde
F = fuerza
m = masa = 1500 kg
a = aceleración = (vf – vi)
/ t
vf
= velocidad final = 40 km/h (1000 m/1 kg) (1 h / 3600 s) = 11,11 m/s
vi
= velocidad inicial = 4 km/h (1000 m/1 kg) (1 h / 3600 s) = 1,11 m/s
t
= tiempo = 8 seg
Reemplazando
F = 1500 kg (11,11
m/s – 1,11 m/s) / 8 seg = 1875 N
b.
Determinar la variación de la cantidad de movimiento y
de la energía cinética.
cantidad de movimiento (p)
Δp = pf – pi
Donde
Δp = variación de la cantidad
de movimiento
pf = cantidad de movimiento final
= m vf
pi = cantidad de movimiento
inicial = m vi
reemplazando
Δp = m (vf – vi) =
1500 kg (11,11 m/s – 1,11 m/s) = 15000
kg.m/s
ΔEc = Ecf – Eci
Donde
ΔEc = variación de la energía cinética
Ecf = energía cinética final =
1/ 2 m vf^2
Eci = energía cinética inicial
= 1/ 2 m vi^2
Reemplazando
ΔEc = 1 /2 m (vf^2 –
vi^2) = 1/ 2 * 1500 kg ((11,11 m/s)^2 – (1,11 m/s)^2) = 91667 J
c.
Determinar el trabajo hecho por la fuerza
ΔEc = W
Donde
ΔEc = variación de la energía cinética
W = trabajo de la fuerza neta
Reemplazando
W = ΔEc = 91667 J
d.
Calcular la potencia media del motor.
Pot = W / t
Donde
Pot = potencia media
W = trabajo = 91667 J
t = tiempo = 8 seg
Reemplazando
Pot = 91667 J / 8 seg = 11458 watt
e.
¿Cuánto se desplazó?
W = F d
Donde
W = trabajo de la fuerza =
91667 J
F = fuerza = 1875 N
d = desplazamiento
Reemplazando y despejando d
d = W / F = 91667 J / 1875 N = 48,9 m
