Secundaria Ayuda justificación ejercicio de dinámica

[dacima99]

Hola a todos,
Mi profesor nos ha propuesto una serie de ejercicios de dinámica y no consigo entender el siguiente:


Una persona de 80 kg de masa está conduciendo un coche. Si en un determinado instante nota que el respaldo de su asiento la empuja adelante con una fuerza de unos 40 N, cuál de les siguientes situaciones no puede producir el mencionado efecto?


a. El coche circula hacia arriba por una carretera inclinada 0,05 radianes, con una velocidad constante de 30 m/s.
b. El coche circula hacia abajo, por la pendiente anterior, aumentando su velocidad a un ritmo de 1,0 m/s2.
c. El coche está frenando, a razón de 0,5 m/s2, con el objetivo de acabar una maniobra (en terreno plano) de marcha atrás.
d. El coche acelera hacia atrás en terreno plano aumentando su celeridad a razón de 0,5 m/s2.

Yo diría que la respuesta correcta es la d) pero dudo mucho. Este seria el esquema de fuerzas que he planteado:


Muchas Gracias a todos por adelantado!

[Al2000]

Re: Ayuda justificación ejercicio de dinámica

[Richard R Richard]

Re: Ayuda justificación ejercicio de dinámica

yo creo que ninguna Al .... d) dice acelerando hacia atras, si se lo interpreto como en reversa,

como ha dibujado el esquema que por cierto esta bien hecho y representaria a la solución buscada, pero no representa ninguna de las cuatro opciones.

Saludos

[dacima99]

Re: Ayuda justificación ejercicio de dinámica

He buscado el ejercicio por Internet y he encontrado el solucionario del ejercicio, pero la respuesta marcada es la C). Esta equivocado o he planteado yo mal el problema?

Por si os sirve de algo el link de la prueba es el siguiente: http://scfis.iec.cat/olimpiada/proves/2001/p01.pdf (es la pregunta número 14 y esta en catalán).


¡Muchas Gracias por responder tan rápido!

[Richard R Richard]

Re: Ayuda justificación ejercicio de dinámica

En la c) sinceramente no lei "el marcha atras" final y es la unica que puede producir 40 N sobre la espalda del conductor

0.05 radianes es un angulo muy pequeño para que la gravedad influya dando 40 N

si la respuesta va por la negativa

Pues estonces la respuesta es a,b y d

Saludos $\mathbb R^3$

[dacima99]

Re: Ayuda justificación ejercicio de dinámica

Entonces la respuesta a senyalar son todas menos la C). No acabo de entender porque C) si que es correcta, si el coche frena la aceleración no tendría que ser negativa?

Muchas Gracias, lo siento por preguntar tanto.

[Al2000]

Re: Ayuda justificación ejercicio de dinámica

dacima99, todas las respuestas a), b) y c) son posibles. La única que no puede ser es la d), pues si el carro acelera en retroceso, el asiento no puede empujar al conductor (en todo caso el cinturón de seguridad lo podría halar). Por eso la respuesta correcta es d).

Saludos,

$\mathcal A \ell$

[dacima99]

Re: Ayuda justificación ejercicio de dinámica

dacima99, todas las respuestas a), b) y c) son posibles. La única que no puede ser es la d), pues si el carro acelera en retroceso, el asiento no puede empujar al conductor (en todo caso el cinturón de seguridad lo podría halar). Por eso la respuesta correcta es d).

Saludos,

$\mathcal A \ell$

Ahora me queda claro. Con tantas repuestas diferentes me había hecho un lío.

Muchas Gracias a todos

[Richard R Richard]

Re: Ayuda justificación ejercicio de dinámica

El vehiculo desacelera pero va en reversa por lo que el asiento empujara hacia el conductor por la espalda, con una fuerza de 40N en valor absoluto, si es +40N o - 40N depende del sistema de referencia que uses. Entonces existe un sistema de referencia inercial fijo en el suelo que te permite obtener esos 40N que el problema no te aclara cual debes escojer ... Pues entonces escojes el que si lo hace, no importa en que dirección pues también se podría haber obtenido como composición de fuerzas en los planos inclinados, aun que los cálculos indican que no es así.

Hola Al Pues al no veo como es posible ir a velocidad constante con angulo de 0.05 rad de inclinación y que el coseno o seno del angulo sin mucho pensar cual de ambos multiplicado por la aceleración de la gravedad te de 40 N como una resultante en la espalda del conductor,que es lo que pide el problema como posible solución , si me estoy equivocando no lo veo y no quiero confundir al usuario.

lo mismo en b la composicion de aceleraciones y el angulo no te permiten obtener exactamente 40 N

Saludos $\mathbb R^3$

[Al2000]

Re: Ayuda justificación ejercicio de dinámica

Ahora me queda claro. Con tantas repuestas diferentes me había hecho un lío.
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Es comprensible. Al margen de los valores numéricos, que creo que todos concuerdan dentro de las dos cifras de precisión, las situaciones a), b) y c) son posibles porque

a) El carro sube a velocidad constante... la fuerza del respaldo es la respuesta (reacción) a la componente de la aceleración de gravedad.

b) El carro baja acelerando... la fuerza del respaldo suministra la aceleración, que es mayor que la de la componente de la aceleración de gravedad.

c) El carro frena mientras retrocede... la fuerza del respaldo es la responsable de frenar al conductor.

Saludos y suerte en tus estudios,

$\mathcal A \ell$

- - - Actualizado - - -

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Hola Al Pues al no veo como es posible ir a velocidad constante con angulo de 0.05 rad de inclinación y que el coseno o seno del angulo sin mucho pensar cual de ambos multiplicado por la aceleración de la gravedad te de 40 N como una resultante en la espalda del conductor,que es lo que pide el problema como posible solución , si me estoy equivocando no lo veo y no quiero confundir al usuario.
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No te fijes en los valores numéricos y piensa la situación física que hace que el respaldo del asiento empuje o no al conductor. Pienso que el problema quedaría mejor sin los valores numéricos, que distraen, pero de todas formas el valor que preguntas es $(80 \,\mathrm{kg})((9.8\,\mathrm{m/s^2}) \, \mathrm {sen} \, 0.05) \approx 40\,\mathrm{N}$.

Saludos,

$\mathcal A \ell$

[Richard R Richard]

Re: Ayuda justificación ejercicio de dinámica

Si todos los $\approx$ no fueran aproximaciones...