Un viaja automóvil a 20 m/s y un camión a 16/ms. De manera simultanea, cada chófer ve que el otro vehículo viene hacia a el y frena de inmediato, con aceleración del automóvil es el doble que la del camión, determine la magnitud de la aceleración que debe tener el automóvil para que no se tope con el camión, considerando la distancia inicial de separación entre los dos carros al instante que frenan es de 300m.
Por favor ayuda
Gracias.
Considera un sistema de referencia con eje de posiciones OX con dirección acorde al desplazamiento de los móviles, con sentido positivo acorde al desplazamiento del auto, con origen de coordenadas en la posición del auto cuando los conductores accionan los frenos, con instante inicial: ti = 0 correspondiente a dicho momento.
Luego, tienes los datos iniciales del auto:
xi = 0,
xf = a determinar,
vi = 20 m/s,
vf = 0,
aA = a determinar;
luego, planteas la ecuación posición-velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:
2*aA*(xf - xi) = vf2 - vi2, reemplazas datos, y queda:
2*aA*(xf - 0) = 02 - 202, resuelves operaciones numéricas, y queda:
2*aA*xf = -400, divides por 2 en ambos miembros, y queda:
aA*xf = -200 (1).
Luego, tienes los datos iniciales del camión:
xi = 300 m,
xf = a determinar,
vi = -16 m/s (recuerda que el sentido del desplazamiento del camión es opuesto al del auto),
vf = 0,
aC = -(1/2)*aA (2) (observa que el sentido de la aceleración del camión es opuesto a la del auto);
luego, planteas la ecuación posición-velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:
2*aC*(xf - xi) = vf2 - vi2, sustituyes expresiones y datos, y queda:
2*( -(1/2)*aA )*(xf - 300) = 02 - (-16)2, resuelves operaciones numéricas, y queda:
-aA*(xf - 300) = -256, multiplicas por (-1) en ambos miembros, y queda:
aA*(xf - 300) = 256 (3).
Luego, divides miembro a miembro entre las ecuaciones señaladas (1) (3), simplificas, y queda:
xf / (xf - 300) = -200/256, simplificas el segundo miembro, y queda:
xf / (xf - 300) = -25/32, multiplicas por 32*(xf - 300) en ambos miembros, y queda:
32*xf = -25*(xf - 300), distribuyes el segundo miembro, y queda:
32*xf = -25*xf + 7500, sumas 25*xf en ambos miembros, y queda:
57*xf = 7500, divides por 57 en ambos miembros, y queda:
xf = 2500/19 m ≅ 131,579 m;
luego, reemplazas este valor remarcado en la ecuación señalada (1), y queda:
aA*(2500/19) = -200, multiplicas en ambos miembros por 19/2500, y queda:
aA = -38/25 m/s2 = -1,52 m/s2;
luego, reemplazas este último valor remarcado en la ecuación señalada (2), y queda:
aC = -(1/2)*(-38/25), resuelves el segundo miembro, y queda:
aC = 19/25 m/s2 = 0,76 m/s2.
Espero haberte ayudado.