1. Comprender las fuerzas
* Gravedad: El peso del automóvil (19600 N) actúa verticalmente hacia abajo. Necesitamos encontrar el componente de esta fuerza que actúe paralelo a la pendiente, que será la fuerza que tira del automóvil por la inclinación.
* fricción: La fuerza de fricción se opone a la moción del automóvil, actuando cuesta arriba.
* Fuerza neta: La fuerza neta que actúa sobre el automóvil es la diferencia entre el componente de la gravedad que lo tira hacia abajo y la fuerza de fricción lo empuja cuesta arriba.
2. Calculando el componente de la gravedad
* Dado que la pendiente está a 45 grados, el componente de la gravedad paralelo a la pendiente es:
* Peso * sin (45 °) =19600 n * sin (45 °) ≈ 13859 n
3. Calculando la fuerza neta
* Fuerza neta =fuerza de gravedad por la pendiente - Fuerza de fricción
* Fuerza neta =13859 N - 2000 n =11859 N
4. Calculando la aceleración
* Sabemos que el peso del automóvil es 19600 N, por lo que podemos encontrar su masa:
* Masa =peso / aceleración debido a la gravedad (g) =19600 n / 9.8 m / s² ≈ 2000 kg
* Ahora podemos calcular la aceleración utilizando la segunda ley de Newton (F =MA):
* Aceleración (a) =fuerza neta / masa =11859 n / 2000 kg ≈ 5.93 m / s² (esta es la desaceleración ya que está actuando contra la moción del automóvil)
5. Velocidad de conversión a m/s
* La velocidad inicial del automóvil es de 63 km/h, que debemos convertir a metros por segundo:
* 63 km / h * (1000 m / 1 km) * (1 h / 3600 s) ≈ 17.5 m / s
6. Calculando la distancia de parada
* Usaremos la siguiente ecuación cinemática:
* v² =u² + 2As
* Dónde:
* V =velocidad final (0 m/s desde que el automóvil se detiene)
* u =velocidad inicial (17.5 m/s)
* a =aceleración (desaceleración, -5.93 m/s²)
* S =Distancia de detención (lo que queremos encontrar)
* Reorganizar la ecuación para resolver S:
* s =(v² - u²) / (2a)
* S =(0² - 17.5²) / (2 * -5.93) ≈ 25.9 metros
Por lo tanto, el automóvil viajará aproximadamente 25.9 metros antes de descansar.