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Ejercicio 5: Montaña rusa - trabajo, energía y potencia

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Fisica 3° · Bgu 3 Fisica 2024 · 2024

Ejercicio 1

Montaña rusa: rampa de ascenso 46 m, vagón con 4 personas, recorrido total 600 m en 4 minutos. 5 puntos: inicio h=35m, cima, base del loop (h=0), dentro del loop (R=20m, h=120m), final. Determinar trabajo del motor, potencia, velocidades en diferentes puntos.

Tablas

Parámetro	Valor
Longitud de la rampa de ascenso	46 m
Masa del vagón	4 personas
Longitud total del recorrido	600 m
Tiempo total del recorrido	4 minutos

Contenido de la página

Ejercicio 5: Montaña rusa

Contexto: Las montañas rusas son uno de los juegos más frecuentados en los parques de diversiones. La mayoría utiliza un motor que permite alcanzar una altura determinada, y a partir de ahí es cuestión de la gravedad. El diseño se encuentra en proceso de simulación y se verificará mediante cálculos.

Descripción del recorrido:

Punto 1: inicio del ascenso (h = 35 m)
Punto 2: cima máxima
Punto 3: base del loop (h = 0)
Punto 4: dentro del loop circular (R = 20 m, h = 120 m desde el suelo)
Punto 5: final del recorrido

Datos técnicos:

Parámetro	Valor
Longitud de la rampa de ascenso	46 m
Masa del vagón	4 personas
Longitud total del recorrido	600 m
Tiempo total del recorrido	4 minutos

Fuente imagen: https://n9.cl/Obxeg3 Fuente datos: https://bit.ly/3novekV

Tabla

Parámetro	Valor
Longitud de la rampa de ascenso	46 m
Masa del vagón	4 personas
Longitud total del recorrido	600 m
Tiempo total del recorrido	4 minutos

Fórmulas y ecuaciones

$E_m$ = $E_c$ + $E_p$ = $\text{cte (sin fricción)}$

P = $\frac{W}{t}$

$E_p$ = mgh

$E_c$ = $\frac{1}{2}$ $mv^2$

$E_m$ = $E_c$ + $E_p$ = $\text{cte}$

P = $\frac{W}{t}$

W = $\Delta$ $E_c$ + $\Delta$ $E_p$

Glosario (10)

montaña rusa

vagón

rampa de ascenso

loop

energía potencial gravitatoria

energía cinética

potencia del motor

conservación de energía

simulación

radio del loop

Temas y conceptos clave

Trabajo mecánicoPotencia mecánicaEnergía potencial gravitatoriaEnergía cinéticaConservación de energíaMontaña rusatrabajo del motorpotenciaenergía potencial gravitatoriaenergía cinéticaconservación de energíarampa de ascensovagónmontaña rusasimulación

Fuentes y referencias

https://n9.cl/Obxeg3
https://bit.ly/3novekV

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Ejercicio 5 (cont.): Montaña rusa - incisos a) al e)

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Leo el siguiente problema y realizo las actividades a continuación:

Las montañas rusas son uno de los juegos más frecuentados en los parques de diversiones y el diseño de cada una varía según su necesidad. La mayoría utiliza un motor que permita alcanzar una altura determinada y a partir de ahí es cuestión de la gravedad.

El diseño mostrado a continuación se encuentra en proceso de simulación, pero es necesario verificar mediante cálculos la veracidad del programa y realizar una pequeña aproximación a la realidad.

Fuente: https://n9.cl/Obxeg3

DATOS TÉCNICOS

Longitud de la rampa de ascenso: 46m

Masa del vagón: 4 personas

Longitid total del recorrido: 600m

Tiempo total del recorrido: 4 minutos

Fuente: https://bit.ly/3novekV

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