Establece un sistema de referencia con eje de posición OX con dirección y sentido acordes al desplazamiento de la persona y del tranvía, con origen en el punto en el que se encuentra la persona al iniciar su desplazamiento el tranvía, y con instante inicial: ti = 0 correspondiente a dicho instante.
Luego, tienes los datos iniciales para la persona:
xi = 0 (posición inicial),
v = vp (velocidad constante);
luego, planteas las ecuaciones de posición y de velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniforme, y quedan (observa que cancelamos términos nulos):
x1 = vp*t (1),
v1 = vp (2).
Luego, tienes los datos iniciales para el tranvía:
xi = 2,0*101 m = 20 m (posición inicial),
vi = 0 (velocidad inicial),
a = 0,9 m*s-2 (aceleración);
luego, planteas las ecuaciones de posición y de velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado, y quedan (observa que cancelamos términos nulos y que resolvemos coeficientes):
x2 = 20 + 0,45*t2 (3),
v1 = 0,9*t (4).
Luego, observa que cuando la persona se aparea con la puerta del tranvía se cumplen dos condiciones:
a)
la posición de la persona coincide con la posición del tranvía,
por lo que puedes plantear la ecuación:
x1 = x2,
sustituyes las expresiones señaladas (1) (3), y queda:
vp*t = 20 + 0,45*t2 (5);
b)
la velocidad de la persona coincide con la velocidad del tranvía,
por lo que puedes plantear la ecuación:
v1 = v2,
sustituyes las expresiones señaladas (2) (4), y queda:
vp = 0,9*t (6).
Luego, sustituyes la expresión señalada (6) en la ecuación señalada (5), resuelves el primer miembro, y queda:
0,9*t2 = 20 + 0,45*t2, restas 0,45*t2 en ambos miembros, y queda:
0,45*t2 = 20, multiplicas por 20 en ambos miembros, y queda:
9*t2 = 400, divides por 9 en ambos miembros, y queda:
t2 = 400/9, extraes raíz cuadrada en ambos miembros, y queda (observa que elegimos la raíz positiva):
t = 20/3 s ≅ 6,667 s, que es el instante en que la persona alcanza al tranvía;
luego, reemplazas el valor remarcado en la ecuación señalada (6), resuelves, y queda:
vp = 6 m/s, que es la velocidad de la persona, y también del tranvía, en el instante correspondiente;
luego, reemplazas los valores remarcados en la ecuación señalada (1), resuelves, y queda:
x1 = 40 m, que es la posición de la persona y del tranvía en el instante correspondiente.
Espero haberte ayudado.