Fuerzas de tensión (más física)

Bueeenas. Me he atascado en un problema... o más bien que no sé resolver la ecuación que plantea. Dice así: ...

  1. #1
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    Fuerzas de tensión (más física)

    Bueeenas.

    Me he atascado en un problema... o más bien que no sé resolver la ecuación que plantea. Dice así:

    Una máquina de tren tiene una masa de 35t y arrastra dos vagones, uno de 23t de masa y otro de 18t. Si la fuerza que hace la máquina para mover el conjunto es de 5,5 · 10^4 N, ¿con qué aceleración se moverán la máquina y lso vagones? ¿Cuál es la tensión de los tres? Supongamos que no hay rozamiento.


    He planteado un sistema de ecuaciones con dos incógnitas:

    La máquina: T = F - m · a -> T = 5,5 · 10^4 - 35·a
    1º vagón: T = m · a -> T = 23 · a
    2º vagón: T = m · a -> T = 18 · a

    Creo está bien planteado, pero soy incapaz de resolverlo, xddd. A ver si alguien puede echarme una mano.

    Gracias!


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  2. #2
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    T no puede ser al mismo tiempo 23a y 18a. Seguramente por eso no te dará.

    Por otra arte, aunque la mecánica nunca me ha gustado ni se me ha dado bien, ¿la aceleración no puedes calcularla sin saber las tensiones? Tienes 35+23+18 toneladas y una fuerza de 5.5x10^4 N.
    Última edición hecha por opositivo, 11/07/2010 a las 21:22.
    Follar contigo debe ser como leer poesía - Undefined speaker 08/09/09
    Zoaz Euskal Herrira, si es que existe. Euskadifrenia. - Zarama, Bermeo 18/04/09

  3. #3
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    ¿No? Pues no sé, en el libro hay un ejemplo similiar pero con dos ecuaciones para sacar la aceleración y la tensión. La única fórmula que hay es T= F- m·a para la locomotora que ejerce la fuerza y T = m·a para los vagones, haces un sistema y avirigüas ambas incógnitas.

    La aceleración no puedo calcularla sin la tensión. Si supiese la velocidad, podría con la ecuación del MRUA... pero sin ese dato de velocidad no puedo.

    Gracias!


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  4. #4
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    Si no me equivoco F = m · a, entonces según lo que tú planteas (T = F - m · a), ¿T = 0?

    No me hagas mucho caso, no soy demasiado buena en física xD
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  5. #5
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    El problema es que estás suponiendo que todas las tensiones son iguales, y eso no es así. No es la misma tensión la que se ejerce en el enlace entre la máquina y el vagón 1 y el vagón 1 y el vagón 2.

    Por lo tanto, tienes un sistema de 3 ecuaciones con 3 incógnitas.


    Lo que tienes que hacer es averiguar la aceleración del sistema, en primer lugar. Es fácil, ya que te dan la fuerza necesaria para moverlo, y la masa total. Simplemente aplicas la 2º Ley de Newton:

    F=m*a => obtienes a.

    Ahora aplicas la ecuación para cada enlace con las tensiones, conociendo a.

    1º Enlace: Cogemos la locomotora. Fuerzas que actuan sobre ella: F y T1 (en sentido opuesto). Ahí tienes que T1 = m*a

    2º Enlace: Cogemos el tercer vagón. Fuerzas que actúan sobre él: F y T2 (mismo sentido). Ahí tienes T2 = -m*a

    Los signos solo tienen en cuenta el carácter vectorial, es decir, el sentido de las tensiones.

    Para comprobar el resultado, te coges el vagón del medio y tienes que:

    F +T1 -T2= 0. Compruebas si te da, y ya está.


    Espero que lo entiendas, si no coméntame e intento explicarme mejor o lo que haga falta.


    Milky Way escribió: Ver mensaje
    Si no me equivoco F = m · a, entonces según lo que tú planteas (T = F - m · a), ¿T = 0?

    No me hagas mucho caso, no soy demasiado buena en física xD
    A veces hay que pensar un poco, ayuda mucho antes de decir cosas al azar. Si los vagones están unidos por una cuerda, esta se tensará, no? Cómo va a ser entonces cero la tensión?

    California* escribió: Ver mensaje
    La aceleración no puedo calcularla sin la tensión. Si supiese la velocidad, podría con la ecuación del MRUA... pero sin ese dato de velocidad no puedo.
    Sí que puedes. Al ir unidos, todos los vagones tienen la misma aceleración, que es igual a la total del sistema. Por lo tanto, si te dan la fuerza necesaria para moverlo, y toda la masa...
    Die Mapa Schön escribió: Ver mensaje
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  6. #publi
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  7. #6
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    Faraday estaba intentando decir que según lo que yo veía planteado la tensión resultaba ser cero, y no lo veía muy coherente. Tal vez me he explicado mal
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  8. #7
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    Ups! En ese caso, mea culpa
    Die Mapa Schön escribió: Ver mensaje
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  9. #8
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    Jo, tienes razón Faraday. Mi problema es que puse la misma tensión para todos y eso no es posible [viene bien grande en el libro]. Luego lo intentaré hacer otra vez.

    Gracias, xD


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  10. #9
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    Resubo el tema porque tengo un problema que no sé directamente ni por dónde cogerlo y no encuentro naaaada de información/ejemplos. Se debe hacer por trigonometría, pero no sé plantearlo. Además, no sé si el movimiento del péndulo es MRUA o circular. Eso ya cambia todo el problema. ¿Me podéis dar alguna pista? Gracias! xD

    Un péndulo se construye con una cuerda y una bola de masa 525 gramos. El péndulo se cuelga sobre un techo de un vagón de tren , que lleva un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Suponiendo que la aceleración del vagón es constante y vale 3,2m/s^2, calcula el ángulo que forma la cuerda con la vertical y la tensión de la cuerda.


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  11. #10
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    ¿Estos problemas de qué curso son? Podría ayudarte un poco porque lo he dado,pero me suena de 4º de ESO.


  12. #11
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    Son de primero de Bachillerato, no es un nivel muy avanzado! En 4º también di algo, pero no me acuerdo de naaaada, xD

    Cualquier ayuda es buena,


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  13. #12
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    Rebuscaré en mis apuntes de este año xD Aunque yo voy a repetir así que no sé si podré ayudarte mucho pero física era de lo que mejor llevaba.


  14. #13
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    California* escribió: Ver mensaje
    Resubo el tema porque tengo un problema que no sé directamente ni por dónde cogerlo y no encuentro naaaada de información/ejemplos. Se debe hacer por trigonometría, pero no sé plantearlo. Además, no sé si el movimiento del péndulo es MRUA o circular. Eso ya cambia todo el problema. ¿Me podéis dar alguna pista? Gracias! xD

    Un péndulo se construye con una cuerda y una bola de masa 525 gramos. El péndulo se cuelga sobre un techo de un vagón de tren , que lleva un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Suponiendo que la aceleración del vagón es constante y vale 3,2m/s^2, calcula el ángulo que forma la cuerda con la vertical y la tensión de la cuerda.

    Tienes que descomponer fuerzas en el péndulo. Piensa que al estar en movimiento el vagón, el péndulo ya no estará colgando vertical, si no que estará levemente inclinado hacia atrás, formando un ángulo A con la vertical.Teniendo en cuenta la tensión del hilo, que tiene Tx y Ty, es decir, T* cos/sen A y la fuerza horizontal a la que está sometido el sistema (masa por aceleración del tren), puedes despejar fácilmente A planteando un sistema, con las fuerzas del eje X por un lado, y las del Y por el otro. Mi consejo es que para resolverlo dividas una ecuación entre otra, debería quedarte tg A = algo fácil.

    Prueba y me comentas.


    http://intercentres.cult.gva.es/iesl...ma-pendulo.pdf

    Aquí lo tienes bastante bien explicado. Pero si no lo miras al principio, mejor.

    He editado para simplificarlo un poco, que explicarlo por aquí es bastante lioso.
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  15. #14
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    Como trivialidad, si te subes al tren el ángulo es cero, aunque en él no puedes aplicar la mecánica como Newton la planteó. Visto desde la vía del tren se resuelve perfectamente como ha explicado Faraday.


  16. #15
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    Mmmm... He entendido más o menos el problema. He descompuesto las fuerzas de T en:

    T cos a = m · g -> eje Y
    T sen a = m · a -> eje X

    Ahí solo se me ocurre eliminar m y T porque se repiten... pero ahí me quedo y ya no sé cómo seguir, xd. Imagino que será la tangente del ángulo = a algo (qué bien leo a Faraday, xd). Tan a = g /a? ¿La tangente era igual a y/x o x/y? o.o

    PD.: nooo, no quiero mirar aún el link, sino no razono xd

    Gracias ^^


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