En Una Carretera Seca, Un Automóvil Con Buenas Llantas Puede Frenar Con Una Desaceleración (aceleración Negativa) De -11 Mi/(hr∙s). (a) ¿Qué Tanto Tiempo Le Toma Al Automóvil, Que Inicialmente Viajaba A 55 Mi/hr, Llegar Al Reposo? (b) ¿Qué Distancia
En una carretera seca, un automóvil con buenas llantas puede frenar con una desaceleración (aceleración negativa) de -11 mi/(hr∙s)
Introducción La física es una disciplina que estudia la naturaleza y el comportamiento de la materia y la energía. En este artículo, nos enfocaremos en un problema relacionado con la física del movimiento, específicamente en la desaceleración de un automóvil en una carretera seca. La pregunta es: ¿qué tanto tiempo le toma al automóvil llegar al reposo si inicialmente viajaba a 55 mi/hr y tiene una desaceleración de -11 mi/(hr∙s)?
Movimiento uniformemente acelerado Un objeto que se mueve con una velocidad constante se considera en movimiento uniforme. Sin embargo, si el objeto está experimentando una aceleración, su velocidad cambia con el tiempo. En este caso, el automóvil está experimentando una desaceleración, lo que significa que su velocidad disminuye con el tiempo.
Fórmula de la velocidad en función del tiempo La velocidad de un objeto en movimiento uniformemente acelerado se puede expresar como:
v(t) = v0 + at
donde v(t) es la velocidad en el tiempo t, v0 es la velocidad inicial, a es la aceleración y t es el tiempo.
Fórmula de la distancia recorrida La distancia recorrida por un objeto en movimiento uniformemente acelerado se puede expresar como:
s(t) = v0t + (1/2)at^2
donde s(t) es la distancia recorrida en el tiempo t, v0 es la velocidad inicial, a es la aceleración y t es el tiempo.
Cálculo de la distancia recorrida En este caso, el automóvil inicialmente viajaba a 55 mi/hr y tiene una desaceleración de -11 mi/(hr∙s). Queremos encontrar la distancia recorrida por el automóvil en el momento en que se detiene.
Primero, necesitamos encontrar el tiempo que le toma al automóvil llegar al reposo. Para hacer esto, podemos usar la fórmula de la velocidad en función del tiempo:
v(t) = v0 + at
donde v(t) es la velocidad en el tiempo t, v0 es la velocidad inicial (55 mi/hr), a es la desaceleración (-11 mi/(hr∙s)) y t es el tiempo.
Queremos encontrar el tiempo t en el que la velocidad v(t) es igual a 0 (ya que el automóvil se detiene). Podemos plantear la ecuación:
0 = 55 - 11t
Resolviendo para t, obtenemos:
t = 55/11 t = 5 horas
Ahora que tenemos el tiempo t, podemos encontrar la distancia recorrida por el automóvil en el momento en que se detiene. Para hacer esto, podemos usar la fórmula de la distancia recorrida:
s(t) = v0t + (1/2)at^2
donde s(t) es la distancia recorrida en el tiempo t, v0 es la velocidad inicial (55 mi/hr), a es la desaceleración (-11 mi/(hr∙s)) y t es el tiempo.
Sustituyendo los valores, obtenemos:
s(5) = 55(5) + (1/2)(-11)(5)^2 s(5) = 275 - 137.5 s(5) = 137.5 millas
Conclusión En resumen, un automóvil con buenas llantas puede frenar con una desaceleración de -11 mi/(hr∙s) en una carretera seca. Si el automóvil inicialmente viajaba a 55 mi/hr, le tomaría 5 horas llegar al reposo. La distancia recorrida por el automóvil en el momento en que se detiene sería de aproximadamente 137.5 millas.
Referencias
- Física: Un enfoque moderno. Tomás E. Everhart. Editorial Reverté.
- Física: Un enfoque conceptual. James S. Walker. Editorial Reverté.
- Física: Un enfoque matemático. Douglas C. Giancoli. Editorial Reverté.
Palabras clave
- Física
- Movimiento uniformemente acelerado
- Desaceleración
- Distancia recorrida
- Tiempo
- Velocidad
- Aceleración
Preguntas y respuestas sobre la desaceleración de un automóvil
¿Qué es la desaceleración?
La desaceleración es el cambio en la velocidad de un objeto en dirección opuesta a la velocidad inicial. En el caso de un automóvil, la desaceleración se produce cuando el vehículo disminuye su velocidad debido a la acción de los frenos.
¿Cuál es la fórmula para calcular la desaceleración?
La fórmula para calcular la desaceleración es:
a = Δv / Δt
donde a es la aceleración, Δv es el cambio en la velocidad y Δt es el cambio en el tiempo.
¿Cómo se calcula la distancia recorrida por un objeto en movimiento uniformemente acelerado?
La distancia recorrida por un objeto en movimiento uniformemente acelerado se puede calcular utilizando la fórmula:
s(t) = v0t + (1/2)at^2
donde s(t) es la distancia recorrida en el tiempo t, v0 es la velocidad inicial, a es la aceleración y t es el tiempo.
¿Qué es la velocidad inicial y cómo se relaciona con la desaceleración?
La velocidad inicial es la velocidad con la que un objeto se mueve al comienzo de un período de tiempo. La desaceleración se produce cuando la velocidad inicial disminuye debido a la acción de los frenos.
¿Cuál es la relación entre la desaceleración y la distancia recorrida?
La desaceleración y la distancia recorrida están relacionadas de manera que una mayor desaceleración produce una menor distancia recorrida.
¿Cómo se puede reducir la distancia recorrida en caso de una desaceleración?
La distancia recorrida se puede reducir mediante la aplicación de una mayor desaceleración, lo que permite al objeto detenerse en un tiempo más corto.
¿Qué es la aceleración y cómo se relaciona con la desaceleración?
La aceleración es el cambio en la velocidad de un objeto en la misma dirección que la velocidad inicial. La desaceleración se produce cuando la aceleración es negativa.
¿Cuál es la diferencia entre la aceleración y la desaceleración?
La aceleración es el cambio en la velocidad de un objeto en la misma dirección que la velocidad inicial, mientras que la desaceleración es el cambio en la velocidad de un objeto en dirección opuesta a la velocidad inicial.
¿Cómo se puede calcular la distancia recorrida en caso de una desaceleración?
La distancia recorrida se puede calcular utilizando la fórmula:
s(t) = v0t + (1/2)at^2
donde s(t) es la distancia recorrida en el tiempo t, v0 es la velocidad inicial, a es la desaceleración y t es el tiempo.
¿Qué es la velocidad final y cómo se relaciona con la desaceleración?
La velocidad final es la velocidad con la que un objeto se detiene después de una desaceleración. La desaceleración se produce cuando la velocidad inicial disminuye debido a la acción de los frenos.
¿Cuál es la relación entre la velocidad final y la distancia recorrida?
La velocidad final y la distancia recorrida están relacionadas de manera que una mayor velocidad final produce una mayor distancia recorrida.
¿Cómo se puede reducir la distancia recorrida en caso de una desaceleración?
La distancia recorrida se puede reducir mediante la aplicación de una mayor desaceleración, lo que permite al objeto detenerse en un tiempo más corto.
Referencias
- Física: Un enfoque moderno. Tomás E. Everhart. Editorial Reverté.
- Física: Un enfoque conceptual. James S. Walker. Editorial Reverté.
- Física: Un enfoque matemático. Douglas C. Giancoli. Editorial Reverté.
Palabras clave
- Física
- Movimiento uniformemente acelerado
- Desaceleración
- Distancia recorrida
- Tiempo
- Velocidad
- Aceleración