Otras carreras Ejercicio propuesto por mi padre

[josemiclfa]

Me ha propuesto hoy mi padre un ejercicio. Éste dice (se le ha ocurrido paseando al perro...):

¿Con qué fuerza te golpeará el perro si viene en carrera a una velocidad de 35 km/h?

Datos: Peso del perro 45 kg's. Peso mío: 87 kg's

Bueno pues le he dicho, es fácil y me he puesto a hacerlo pero... ... no, no me hes tan fácil jajaja. No sé exactamente como he de hacerlo porque tengo la cabeza ahora con la gravitación universal y no sé si es un problema de dinámica o de que es. ¿Alguno me podría decir como resolverlo? Yo he sacado la fuerza peso del perro y la mía, he sacado la aceleración tomando por tiempo 6 segundos con la ecuación de $\displaystyle V_f= V_0 + at$. También he representado mediante un dibujillo el problema, haciendo que la fuerza que golpea es la $F_A$ (Fuerza aplicada).

Espero respuestas.


P.D: La velocidad la he pasado a metros/s y me ha salido $V_0= 9'7222... m/s$

[Ulises7]

Re: Ejercicio propuesto por mi padre

Me ha propuesto hoy mi padre un ejercicio. Éste dice (se le ha ocurrido paseando al perro...):

¿Con qué fuerza te golpeará el perro si viene en carrera a una velocidad de 35 km/h?

Datos: Peso del perro 45 kg's. Peso mío: 87 kg's

Bueno pues le he dicho, es fácil y me he puesto a hacerlo pero... ... no, no me hes tan fácil jajaja. No sé exactamente como he de hacerlo porque tengo la cabeza ahora con la gravitación universal y no sé si es un problema de dinámica o de que es. ¿Alguno me podría decir como resolverlo? Yo he sacado la fuerza peso del perro y la mía, he sacado la aceleración tomando por tiempo 6 segundos con la ecuación de $\displaystyle V_f= V_0 + at$. También he representado mediante un dibujillo el problema, haciendo que la fuerza que golpea es la $F_A$ (Fuerza aplicada).

Espero respuestas.


P.D: La velocidad la he pasado a metros/s y me ha salido $V_0= 9'7222... m/s$

Yo diría que te faltan datos, de momento puedes calcular la energía cinética con la cual te impacta el perro.

Yo utilizaria la expresión:

$F = \dfrac{\Delta p}{t}$

pero te falta la aceleración o bien el tiempo... aplicando conservación del momento lineal a lo mejor obtienes algo pero diria que te faltan condiciones... bueno me voy que llego tarde al cine .


saludos

[pod]

Re: Ejercicio propuesto por mi padre

Este ejercicio, con el enunciado puesto como tal, y como está ahora, no tiene una solución única.

[josemiclfa]

Re: Ejercicio propuesto por mi padre

Suponiendo que la aceleración sea constante, y el peso del perro ya lo dí que son de 45 kg's... Se me ocurre con la aceleración constante que pueda ser un MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme). Mi padre me lo ha descrito diciendo: "El perro choca contra ti a una velocidad de 35 km/h y con una aceleración constante, ¿qué fuerza es con la que te golpea?" Los datos son el peso del perro, 45 kg's, y el mío que son 87 kg's.

Yo solo e sabido coger la $\displaystyle E_c= \frac {1}{2} \cdot m \cdot v^2$. Otra cosa ya no se me ha ocurrido.

[arreldepi]

Re: Ejercicio propuesto por mi padre

Suponiendo que la aceleración sea constante, y el peso del perro ya lo dí que son de 45 kg's... Se me ocurre con la aceleración constante que pueda ser un MRU (Movimiento Rectilíneo Uniforme).

Hola, si tienes aceleración cte. no es un MRU, es un MRUA.
Yo creo que te es más útil pensar que el perro sale a velocidad 0 y que a los 6 segundos alcanza la velocidad final, no? Lo digo porque si no tienes otra incógnita.

Y (aunque no sea un deslizamiento) también podrías considerar la fuerza de fricción, cuando el perro te golpee la fuerza tendrá un valor, pero tú reaccionaras según más factores (al principio fuerza de fricción estática y luego dinámica).

Un saludo!

[Stormkalt]

Re: Ejercicio propuesto por mi padre

Hola:

Me parece que la aceleración de la cual se habla es "desaceleración". Es decir, cuánto tiempo le toma a la masa del perro frenar desde los 35 km/h hasta cero al hacer impacto.

Si el espacio recorrido por el centro de masas del perro es pequeño, la fuerza será grande (pues la aceleración negativa será grande). Si el espacio recorrido por el centro de masas del perro es grande (sería el equivalente a amortiguar el golpe desplazando el cuerpo), la fuerza será pequeña pues la aceleración negativa es pequeña.

Habría que medir, en definitiva, el espacio recorrido por el centro de masas del perro desde el momento que hace contacto con la persona hasta que se detiene. Con eso se podría sacar la aceleración negativa pues ambas velocidades se tienen.

Así como está, en efecto, faltan datos. O hay que suponerlos o medirlos.

¡Saludos!

[josemiclfa]

Re: Ejercicio propuesto por mi padre

Siendo algo para saciar la curiosidad, suponiendo muchas cosas, no sé, que sea el espacio recorrido 10 metros, que en el impacto se desplace 1'5 metros, como sería... Es más que nada por saciar la curiosidad. Perdonad las molestias

[lucass]

Re: Ejercicio propuesto por mi padre

Hola a todos. Josemicfla, no importa cuanto tiempo se encuentra el perro acelerando antes del choque o que distancia recorre antes. Lo que importa en todo caso es que la velocidad con que llega es 35km/h, y luego, como ha sugerido Stormkalt, la distancia que se desplaza su centro de masas desde que comienza el choque hasta que termina. Osea lo de los seis segundos es irrelevante. Asi mismo también lo de los 10 metros que recorre.
Yo sugeriría mejor, para simplificar las cosas (aunque sea menos preciso) determinar o estimar un tiempo de impacto. Sería algo así: "Si un perro de 45 kg viene a 35 km/h y te choca, y suponiendo que el choque dura unos 0.01 s y además en el choque tu cuerpo prácticamente no se desplaza, ¿qué fuerza te aplica el perro?" (Esto sería como que el perro choca una pared y rebota en 0.01 s. Este tiempo me lo inventé así nomás. Por supuesto que puede estar bastante alejado de un cálculo más serio)
En este caso entonces, el perro pierde todo su momento lineal en 0.01 s y la fuerza que lo detiene será (la ecuación que dio Ulises)

$F= \frac {\Delta p}{\Delta t}= \frac {(0-mv)}{0.01s} = -43750 N = -4464 kgf$

La fuerza que realiza el perro es entonces 4464 kgf.
Uuuuuu! un poco mucho. Este perro viene rápido (casi 10 m/s) y es pesado. Si el tiempo de impacto se toma 0.1s entonces sería F=446 kgf. Esto muestra la importancia de tener más precisión en esos datos.
Igual aclaro una vez más que esto es sólo para tener una idea y puede tener muy poco que ver con una situación real semejante. En este caso se podría tomar lo sugerido por Stormkalt (ya que el hombre chocado por el perro no es una pared, de hecho la masa que sugerís para la persona es del mismo orden que la del perro, y no se debe ignorar este hecho). Aquí por ejemplo si se toma que el perro se frena a lo largo de medio metro (suponiendo que lo choca en la panza, el tipito mete la panza para adentro y se arquea para amortiguar el golpe) la fuerza me sale de unos 440 kgf.
En fin, más allá de los resultados, y de algún que otro error que pueda haber cometido, podés ver que el problema propuesto por tu viejo es incompleto, y además se complejiza a medida que uno quiera un resultado más certero. Estaría muy bueno encontrar datos reales (si a alguien se le ha ocurrido hacer este tipo de experiencias) y que algun otro se juegue tomando más precauciones y más consideraciones para hacerlo más real. Por ahora este es mi aporte.
Saludos

[jam]

Re: Ejercicio propuesto por mi padre

Suponed un perro y una persona esféricos, con la masa requerida, la velocidad dada, y un choque plástico. Aunque sea, dejad la solución en función de las variables no determinadas, y con ello analizad las posibilidades.

[Ulises7]

Re: Ejercicio propuesto por mi padre

Suponed un perro y una persona esféricos.

Te refieres al chiste ¿no?