miércoles, 10 de abril de 2019

Un tren viaja a una velocidad constante de 70 km/h y pasa una señal en rojo. A 60 metros de pasar la señal comienza a reducir su velocidad a razón de 2 m/s2.

¿A qué distancia de la señal se detiene por completo?

¿Cuánto tarda en hacerlo a partir del momento en el que pasa la señal?

Solución

Pasamos la velocidad inicial a m/s

Conversión de unidades
Ubicamos el sistema de referencia con el 0 en la señal, debido a que queremos conocer la posición respecto de ese punto.

El t=0 lo fijamos en el momento en que el tren comienza a disminuir la velocidad, debido a que es a partir de ese momento cuando el movimiento comienza a ser variado (MRUV).

La posición inicial (del MRUV) es de 60 m, ya que es la distancia desde la señal en t=0.

Posición inicial
El signo de la aceleración es negativo, ya que apunta hacia el 0, en contra del sistema de referencia (el tren está disminuyendo la velocidad).

Fórmula de la aceleración
El tiempo que tarda en detenerse (a partir de que comienza a disminuir la velocidad) lo calculamos a partir de la fórmula de la aceleración.

Fórmula de la aceleración
Ahora podemos plantear la ecuación horaria y responder la primera pregunta.

Ecuación horaria de MRUV
El tiempo que tarda en detenerse a partir del momento en que pasa la señal es el tiempo correspondiente a los primeros 60 metros (en los que viaja con MRU) sumado al tiempo que tarda en detenerse desde que comienza a disminuir la velocidad. Este último tiempo ya lo tenemos calculado, por lo que solo resta calcular el primero. Para eso lo despejamos de la ecuación de velocidad en MRU.

Ecuación de velocidad
Por lo tanto el tiempo que tarda en detenerse (a partir de pasar la señal) es:

Tiempo en detenerse

No hay comentarios.:

Publicar un comentario