Comprender los conceptos

* Energía cinética: Un objeto en movimiento posee energía cinética. La fórmula para la energía cinética (KE) es:

Ke =(1/2) * masa * Velocity²

* Teorema de energía laboral: El trabajo realizado en un objeto es igual al cambio en su energía cinética. En este caso, los frenos hacen un trabajo negativo en el tren, frenándolo.

* Energía térmica: La energía se disipó como calor debido a la fricción. En este caso, la fricción entre las pastillas de freno y las ruedas.

Calcular energía térmica

1. Energía cinética inicial: Calcule la energía cinética del tren antes del frenado.

* Ke_initial =(1/2) * masa * w²

2. Energía cinética final: El tren se detiene, por lo que su energía cinética final es cero.

* Ke_final =0

3. Cambio en la energía cinética: La diferencia entre la energía cinética inicial y final es la energía perdida debido al frenado.

* Δke =ke_final - ke_initial =- (1/2) * masa * w²

4. Energía térmica: El cambio en la energía cinética es igual a la energía térmica generada. Dado que el trabajo realizado por los frenos es negativo, la energía térmica generada es positiva.

* Energía térmica =| Δke | =(1/2) * masa * w²

Notas importantes:

* unidades: Asegure unidades consistentes para masa (kilogramos), velocidad (metros por segundo) y energía (julios).

* Suposiciones: Suponemos que toda la energía cinética se convierte en energía térmica. En realidad, se puede perder algo de energía debido al sonido u otros factores.

Ejemplo:

Digamos que tiene un tren de 100,000 kg que viaja a 20 m/s.

1. ke_initial: (1/2) * 100,000 kg * (20 m/s) ² =20,000,000 julios

2. ke_final: 0 Joules

3. Δke: 0 - 20,000,000 julios =-20,000,000 julios

4. Energía térmica: | -20,000,000 Joules | =20,000,000 de julios

Por lo tanto, los frenos generarían 20,000,000 julios de energía térmica para detener este tren.