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Problema Energias- Tranvia

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  • 1r ciclo Problema Energias- Tranvia

    Hola! se me ha propuesto el siguiente ejercicio de analisis de energia:

    "Disponemos de un tranvia de 40 Tm, que obtiene su energía de una baterías, con capacidad para 200 personas ( de 70 Kg cada una), y un coeficiente \gamma en el rozamiento del aire, (F=\gamma ·v) de 150 Kg/s. El tranvia se caracteriza por una fase de aceleración constante de 1.2 m/s2 hasta que consigue una velocidad constante de 10 m/s, un trayecto a esa velocidad constante y una última fase de desaceleración de -5m/s2 en un trayecto de 500 m. [en la fase de desaceleración no hay consumo eléctrico puesto que lo hacen los frenos]

    Calcule la energia que consumirá el tranvía tanto vacío como lleno en ese recorrido."


    Lo primero que he hecho son las gráficas apróximadas de la aceleración, velocidad y trayecto, para hacerme una idea de que es lo que va pasando. Entonces, he pensado que para resolverlo:

    Como la energía que se pierde es igual a la diferencia de la energia inicial y final, y esta es igual al trabajo, cuya fórmula es W=F·distancia. Igualando, obtendría la energía que se ha perdido, y hacer esto en los tres tramos.

    Mis dudas son:
    -Si este planteamiento sería el correcto.
    - Si debo hacerlo en el tramo de desaceleración, ya que como se indica, lo hacen los frenos, no estoy segura de si tenerlo en cuenta o no.

    Muchas gracias, por mirar mi problema y/o darme ideas, de antemano


    Icegirl

  • #2
    Re: Problema Energias- Tranvia

    Con ese planteamiento tuyo estás aplicando el teorema de las fuerzas vivas y lo que calculas es el trabajo de la fuerza resultante: Fuerza aplicada-Fuerza de rozamiento.
    Pero la energía que te consume la máquina es la energía que te consume la Fuerza que aplicas no solo acelerar en tren, sino también para vencer los rozamientos. Por lo tanto, tienes que calcular la fuerza aplicada y luego el trabajo de esta fuerza aplicada.
    Para el cálculo de la fuerza aplicada ten en cuenta que el rozamiento aumenta con la velocidad y no te vale aplicar W=Fuerza x distancia recorrida, porque la fuerza aplicada no es constante

    Si no te sale, vuelve a preguntar

    En la frenada, la máquina del tren no necesita funcionar, por lo tanto, no consume energía. Pero si que consume energía en el tramo a velocidad constante, porque tiene que aplicar una fuerza para contrarrestar o equilibrar la fuerza de rozamiento (que según dices en el enunciado es proporcional a la velocidad)
    Última edición por oscarmuinhos; 01/12/2012, 20:31:16.

    Comentario


    • #3
      Re: Problema Energias- Tranvia

      Muchas gracias oscarmuinhos!

      Creo que me has dado la pista que necesitaba para empezar a resolverlo. Intentaré ahora hacer lo que me has propuesto, a ver si consigo que me salga algo coherente.
      Si no me saliese te preguntaria, muchisimas gracias.

      Icegirl

      Comentario


      • #4
        Re: Problema Energias- Tranvia
        En este hilo titulado cálculo de consumo energético http://forum.lawebdefisica.com/threa...mo-energético tienes un problema similar

        Tienes que calcular la fuerza aplicada en cada uno de esos trayectos teniendo, además, en cuenta que la fuerza de rozamiento es proporcional a la velocidad y luego calcular el trabajo de la fuerza aplicada
        Tramo acelerado:
        , o sea ,

        Tramo uniforme:
        ,

        Tramo decelarado:
        No necesitamos aplicar fuerza activa externa.
        Calculada la fuerza aplicada calculas el trabajo en cada tramo integrando (si la aceleración es constante, las integraciones son fáciles):

        Y cuando lo resuelvas si tienes tiempo súbelo: a otros/as que busquen lo mismo o similar puede serles útil
        Última edición por oscarmuinhos; 03/12/2012, 18:16:14.

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