Pregunta de tarea sobre un motor que tira de un tren.

Question

De 8000 kg motor tira de un tren de 5 vagones, cada uno de los 2000 kg, a lo largo de un pista horizontal. Si el motor ejerce una fuerza de 40000N , calcular la aceleración del tren.

Para hallar la aceleración del tren , la que divide 40000N por masa de 5 vagones. Pero en el libro de la masa del motor también fue incluido para encontrar la aceleración.

No puedo entender cómo es la fuerza de 40000 N actuando en (motor + carros). Según yo, esto sólo debe actuar en los vagones como el motor de la aplicación de esta fuerza.

Answer 1

La pregunta es ambigua, pero creo que debemos asumir que el motor ejerce una fuerza de $40000$ N en la pista. A partir de la reacción de la fuerza de $40000$ N en el motor de alguna parte, decir $F_1$, está actuando para acelerar el motor en sí y de alguna otra parte, decir $F_2$, es ejercida en los vagones. La aceleración de la locomotora y de los vagones es el mismo, por lo que si esta aceleración es $a$ luego

$F_1 = 8000a \\ F_2 = 10000a \\ 40000 = F_1 + F_2 = 18000a \\ \Rightarrow a = \frac{40000}{18000}$

Answer 2

La OMI está a la derecha: el problema de la redacción es mala. No tiene sentido decir "el motor ejerce una fuerza de 40000 N". El motor interactúa tanto con el primer vagón y con el ferrocarril, ejerciendo las fuerzas de ambos y estas fuerzas son diferentes. ¿Cómo podemos saber lo que el libro del autor tenía en mente? En el primer caso, su respuesta es correcta, si el último, el libro está a la derecha. Por supuesto, en el último caso (fuerza ejercida sobre el tren) no es que la fuerza que acelera el tren, pero el ferrocarril de la reacción.

Como regla general, no deberíamos decir "el que ejerce una fuerza" - mucho mejor "a ejerce Una fuerza sobre B". Mejor aún "a ejerce Una fuerza sobre un punto P de B". El punto donde actúa una fuerza puede hacer una gran diferencia.

Editar

Se han dicho muchas cosas, pero la OMI es útil para ser aún más claro. Después de más reflexiones creo que la redacción no es malo, pero el pensamiento detrás.

Como ya se ha dicho por ejemplo, por @Farcher en problemas de mecánica de la primera cosa que se debe hacer es poner en claro que el (mecánica) sistema. En nuestro caso, es de los vagones o vagonetas + motor? Tenga en cuenta que no iba a hacer diferencia en cuanto a la aceleración, que es la misma para todos los componentes del tren, pero no, no es el mismo si las fuerzas de que se trate. Considerar las dos opciones:

a) El sistema consta de los vagones solo. Entonces tiene sentido decir que el motor (que no pertenecen al sistema) se aplica una determinada fuerza de $F$ para el sistema y calcular la aceleración como $a=F/m$, donde $m=10000\,\rm kg$. Dado el libro de la respuesta, esta no es la opción del autor.

b) El sistema consta de todo el tren, motor incluido. Entonces hay dos alternativas en cuanto a la fuerza $F$ (aquí estoy reiterando)

b1) $F$ es una fuerza del motor se aplica a los vagones. Entonces es una interna de la fuerza, y como tal no puede acelerar el sistema. Su aceleración es sólo debido a la red externa de la fuerza (en el cálculo de la resultante de las fuerzas internas cancelar gracias a la tercera ley de Newton). A continuación, el la solución es una tontería.

b2) $F$ es una fuerza del motor se aplica al mundo externo. En ese caso nunca va a acelerar el sistema o una parte de ella. Esto podría acelerar el ferrocarril, no se fija firmemente a la tierra. Por no hablar de que una fuerza del motor se aplica al ferrocarril que existe, pero en la dirección equivocada.

Así que ni siquiera la opción b) es aceptable. Ni como se usa en gandalf61 la respuesta.

Me gustaría añadir otro comentario. Por desgracia, el "motor" en inglés puede significar dos cosas diferentes: el motor adecuado (electricidad, diesel, o más) que en última instancia es la causa del movimiento o el coche que la llevaba. Por supuesto, el dato de la masa sugiere la última interpretación. Pero mi sospecha es que el autor - tal vez sin darse cuenta - pensó de la antigua.

Me llevó a decir así porque es una forma muy común de pensar acerca de los automóviles y otros vehículos motorizados. Si usted le pregunta a alguien "que la fuerza provoca un coche se mueve?" Apuesto a que usted obtendrá como respuesta "el motor de la fuerza". Nadie piensa que en estricto mecánica sentido de que el motor sólo se puede producir interna de fuerzas y, como tal, nunca va a mover un coche por un cm. Que la única externo de la fuerza que puede poner a un coche en movimiento es el camino de la fricción en las ruedas.

Answer 3

Imagínese si usted sólo tenía el motor por sí mismo ejerciendo el mismo 40,000 N de empuje, para hallar la aceleración del motor usted no quiere hacer 40000/0kg usted? Los 40.000 N el motor de ejercer también se utiliza para empujar a sí mismo hacia adelante.

Pero digamos que no, y que sólo los carros eran tirados. Bueno, ahora usted tiene un motor estacionario, tirando de 5 vagones, cada uno con una aceleración de 4 m/s^2. Estos vagones se captura hasta el motor en ningún momento y acabar con el motor por detrás. al menos podemos estar de acuerdo que esto no es cómo el tren funciona

Answer 4

La pregunta es errónea, en la que puede considerarse ambigua y por lo tanto requiere de interpretación.

Usando la segunda ley de Newton requiere que el sistema bajo consideración para ser definido y que no se ha hecho en esta pregunta.

Sin que el sistema está definido por la declaración de

el motor ejerce una fuerza de 40000N

es la causa de la ambigüedad.

Así que es?

1 El motor ejerce una fuerza externa de 40000N en el sistema de cinco vagones.

2 El motor ejerce una fuerza interna de 40000N en el sistema de cinco vagones y el motor.

3 Hay una fuerza externa de 40000N en el motor y cinco vagones.

El autor de el libro que realmente significaba la opción 3 , pero dada la forma en que la pregunta fue escrito estoy de acuerdo con el OP que una fuerza externa de 40000N está actuando en los cinco vagones whcich es la opción 1.