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Respuesta:
Para resolver este problema, vamos a utilizar los conceptos básicos de la física, específicamente las leyes del movimiento y la energía cinética.
Convertir las velocidades a m/s: Primero, convertimos las velocidades de km/h a m/s, ya que las unidades en el Sistema Internacional (SI) son más convenientes para los cálculos físicos.
Velocidad inicial: 90 km/h =
90
×
1000
3600
3600
90×1000
m/s = 25 m/s
Velocidad final: 50 km/h =
50
×
1000
3600
3600
50×1000
m/s = 13.89 m/s
Datos dados:
Masa del auto,
=
650
m=650 kg
Velocidad inicial,
1
=
25
v
1
=25 m/s
Velocidad final,
2
=
13.89
v
2
=13.89 m/s
Aplicar la conservación de la energía mecánica: En este caso, asumimos que no hay pérdidas significativas de energía por fricción u otras fuerzas no conservativas. Entonces, la energía cinética inicial del auto se convierte en energía cinética final después de frenar.
La energía cinética
E
k
de un objeto se calcula como
=
1
2
E
k
=
2
1
mv
2
.
Energía cinética inicial:
1
=
1
2
×
650
×
(
25
)
2r
E
k1
=
2
1
×650×(25)
2
Joules
Energía cinética final:
2
=
1
2
×
650
×
(
13.89
)
2
E
k2
=
2
1
×650×(13.89)
2
Joules
Calcular las energías cinéticas:
1
=
1
2
×
650
×
625
E
k1
=
2
1
×650×625 J = 127,812.5 J
2
=
1
2
×
650
×
(
13.89
)
2
E
k2
=
2
1
×650×(13.89)
2
J ≈ 63,857.78 J
Diferencia de energía cinética: La energía cinética perdida es la diferencia entre la energía cinética inicial y la final.
Δ
=
1
−
2
ΔE
k
=E
k1
−E
k2
Δ
=
127
,
812.5
−
63
,
857.78
ΔE
k
=127,812.5−63,857.78 J
Δ
≈
63
,
954.72
ΔE
k
≈63,954.72 J
Por lo tanto, la cantidad de energía cinética perdida (convertida probablemente en calor debido al frenado) es aproximadamente
63
,
954.72
63,954.72 Joules.