Pergunta
On the way to school this morning you saw an old lady with her hazard lights on in her car. She was stuck in the middle of the road so you and your friends decided to push her out. The car seemed heavy when you were pushing it. You accelerate the car at 10m/s^2 by applying a 20 ,000 Newton force and get her out of the road.The rough road caused a fnctional force of 6 ,000 Newtons. Draw a free body diagram showing all the forces acting on the car and calculate the mass of the car.
Solução
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MatheusElite · Tutor por 8 anos
Responder
Para resolver este problema, primero necesitamos entender las fuerzas que actúan sobre el coche. Las fuerzas incluyen:<br /><br />1. La fuerza aplicada por tú y tus amigos: \( 20,000 \, \text{N} \)<br />2. La fuerza de fricción: \( 6,000 \, \text{N} \)<br />3. La fuerza de aceleración: \( 10 \, \text{m/s}^2 \)<br /><br />Podemos usar la segunda ley de Newton para calcular la masa del coche. La segunda ley de Newton se expresa como:<br /><br />\[ F_{\text{aplicada}} - F_{\text{fricción}} = m \cdot a \]<br /><br />Donde:<br />- \( F_{\text{aplicada}} \) es la fuerza aplicada,<br />- \( F_{\text{fricción}} \) es la fuerza de fricción,<br />- \( m \) es la masa del coche,<br />- \( a \) es la aceleración.<br /><br />Sustituyendo los valores conocidos:<br /><br />\[ 20,000 \, \text{N} - 6,000 \, \text{N} = m \cdot 10 \, \text{m/s}^2 \]<br /><br />Simplificando:<br /><br />\[ 14,000 \, \text{N} = m \cdot 10 \, \text{m/s}^2 \]<br /><br />Para encontrar la masa \( m \), dividimos ambos lados de la ecuación por \( 10 \, \text{m/s}^2 \):<br /><br />\[ m = \frac{14,000 \, \text{N}}{10 \, \text{m/s}^2} \]<br /><br />\[ m = 1,400 \, \text{kg} \]<br /><br />Por lo tanto, la masa del coche es \( 1,400 \, \text{kg} \).<br /><br />Para el dibujo de la libre fuerza, se representan las fuerzas de la siguiente manera:<br /><br />```<br /> ↑<br /> | (Fuerza de fricción: 6,000 N)<br /> |<br /> |------------------ (Fuerza aplicada: 20,000 N)<br /> |<br /> |------------------ (Fuerza de aceleración: 10 m/s²)<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br /> |<br />
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