4º E.S.O. Energía U.1 Conservación y transferencias de energía A.35 Cinemática, fuerzas y energía.

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1 4º E.S.O. Energía U.1 Conservación y transferencias de energía A.35 Cinemática, fuerzas y energía

2 Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). Calcula la aceleración de frenado, supuesta constante. R v = 72 km/h = 20 m/s Es necesario elegir un punto de referencia y un criterio de signos. Elegimos el punto de referencia y el criterio de signos del dibujo. v5 v0v5 v0 t 0 0 20 5 0 = = 4 m/s 2 a =

3 Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). Calcula la distancia recorrida durante los cinco segundos. R v = 72 km/h = 20 m/s La distancia la calcularemos utilizando la ecuación de la posición. e = 0 + 20 t + ½ (4) t 2 = 20 t 2 t 2 e = 20·5 2·5 2 e = 50 m Δe = 50 m 0 m = 50 m La distancia recorrida es igual a ΙΔeΙ = 50 m

4 Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). R F T,c F s,c F rs,c Dibuja las fuerzas que se ejercen sobre el coche mientras frena.

5 Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). Calcula el valor de la fuerza de rozamiento que ejerce el suelo sobre el coche durante la frenada suponiendo despreciable el rozamiento con el aire. R F T,c F s,c F rs,c La suma de las fuerzas es igual a las de rozamiento del suelo sobre el coche; su valor lo calcularemos aplicando la segunda ley de la dinámica: ΣF = m a ΣF = 1000(–4) = –4000 N

6 Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). ¿Cuál es el valor de la fuerza que ejerce el coche sobre el suelo durante la frenada? R F T,c F s,c F rs,c Según la tercera ley tendrá el mismo valor que la anterior, pero con sentido contrario. F rc,s

7 Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). ¿Cuál es el trabajo realizado sobre el coche por la fuerza de frenado? R F T,c F s,c F rs,c El trabajo valdrá: W = F d W = 4000·50 = 200 000 J

8 Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). Un coche de 1000 kg circula por una carretera llana con una velocidad de 72 km/h. El conductor ve un obstáculo y frena, tardando 5 s en detenerse (desprecia el tiempo de reacción). ¿Cuánto ha aumentado la energía interna del ambiente, del suelo y del coche, una vez que éste se ha detenido? R F T,c F s,c F rs,c El coche ha disminuido su energía cinética en 200 000 J y según el principio de conservación, la energía interna del ambiente, del suelo y del coche habrá aumentado en la misma cantidad.