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Física y Química Ejemplo resuelto: el auto que frena, de los kilómetros por hora a los ochenta metros

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Ejemplo resuelto: el auto que frena, de los kilómetros por hora a los ochenta metros

✦ Un auto que va a 72 km/h y frena hasta detenerse en 8 segundos, resuelto paso a paso: convertir a metros por segundo, calcular el cambio de velocidad, dividir entre el tiempo para la aceleración, usar la velocidad promedio para la distancia y revisar el resultado · Física y…

Roadwise Consulting

Contenido modificado tras su publicación

Objetivo: Resolver un problema de movimiento acelerado: convertir, calcular la aceleración, la distancia y revisar con sentido.

9 min 12–15 años
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Ejemplo resuelto: el auto que frena, de los kilómetros por hora a los ochenta metros

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El problema

Ilustración en estilo vectorial: un automóvil, junto con un reloj redondo, una diana clavada y un gráfico de barras, sobre rayos que salen del centro. Forma parte del apoyo didáctico de Lumbre.
Figura: un automóvil. Acompaña el contenido «Ejemplo resuelto: el auto que frena, de los kilómetros por hora a los ochenta metros».
Un automóvil que se mueve a 108 Kilómetros por hora, acciona los frenos y logra detenerlo en 60 m...
Video de apoyo en YouTube (canal: rugamath). Lumbre no aloja ni controla el contenido enlazado.

Un auto circula a 72 km/h cuando el conductor ve un perro cruzar y frena parejo. Se detiene por completo en 8 segundos. ¿Cuál fue su aceleración y cuántos metros recorrió durante la frenada?

— Enunciado del problema

Aquí hay dos decisiones que casi nadie escribe y que son el corazón del ejercicio: por qué se convierte antes de calcular y por qué la distancia no se saca multiplicando 20 por 8. Lo segundo es claro si se piensa: el auto no va a 20 todo el tiempo, va bajando. Lo que va bajando parejo se puede sustituir por su promedio, que es la mitad.

Los datos y lo que se pide
Lo que da el problemaLo que pideUnidad que toca usar
rapidez inicial 72 km/haceleraciónm/s2
tiempo 8 sdistancia de la frenadametros
se detiene, o sea velocidad final 0——

El recorrido, en seis pasos

  1. Paso 1 · Convertir

    72 entre 3.6 dan 20, así que la velocidad inicial es 20 m/s.

Paso 1 de 6

Puesto en una sola frase, el orden es este: se convierte primero y la velocidad inicial queda en 20 m/s. Baja parejo de 20 a 0, así que el promedio es la mitad: 10 m/s, y esos 10 por los 8 segundos dan los 80 metros. El cambio repartido entre el tiempo deja una aceleración de menos 2.5 m/s cada segundo, negativa porque va bajando. Si hubiera seguido a 20 m/s los 8 s habría hecho 160 m, el doble de lo que realmente recorrió frenando.

El paso 6 es el que salva la calificación: la comparación con el caso sin frenar da un número marco, 160 metros, y la respuesta tiene que caer claramente por debajo. Si alguien reporta 160 m, multiplicó con la velocidad inicial y se le olvidó que la velocidad bajaba.

Otra versión del mismo recorrido

Una piedra se suelta desde un puente y tarda 3 segundos en llegar al agua. Toma la aceleración de la caída libre como 9.8 m/s cada segundo. ¿Con qué velocidad entra al agua y cuántos metros bajó?

— Segundo problema, caída libre
La piedra del puente, con la misma idea
PasoQué se haceResultado
velocidad final9.8 por 3 segundos29.4 m/s
velocidad promedioempezó en 0 y terminó en 29.4: la mitad14.7 m/s
distancia bajada14.7 por 3 segundos44.1 m
revisiónsi cayera a 14.7 todo el tiempo debe bajar unos 44 metroscuadra

¿Por qué la distancia de la frenada se calcula con 10 m/s y no con 20 m/s?

¿Cuál es la aceleración del auto?

En la caída de la piedra, la velocidad promedio es 14.7 m/s.

Si el auto hubiera seguido a 20 m/s sin frenar, habría recorrido 80 metros en los 8 segundos.

¿Cuántos metros recorre la piedra en los 3 segundos de caída?

¿Cuál es el desarrollo equivocado?

Marca la línea o las líneas con error y pulsa Comprobar.

Ordena la resolución de la frenada

    Coloca los elementos en orden y pulsa Comprobar.

    Une el paso con lo que hace

        Calcula cuántos metros recorre tu caminar normal en 10 segundos midiendo antes tu rapidez en metros por segundo. Después finge que frenas la mitad del tiempo y dime qué distancia sale.

        Con velocidades que cambian, usa el promedio

        Tu texto se guarda sólo en este dispositivo.

        ¿Ya resuelves una frenada?

        Aquí se mira lo que ya fuiste acertando. Pulsa «Comprobar» para saber si puedes seguir.

        Soluciones comentadas

        Soluciones comentadas del apoyo
        ReactivoLo que hay que verPor qué
        ¿Cuál es el desarrollo equivocado?Se revisa: «el auto va a 72 km/h y frena en 8 s, así que su aceleración es 72 entre 8 igual a 9 m/s2».La línea marcada divide sin convertir y sin considerar que la velocidad final es cero: sale 9 cuando la respuesta es menos 2.5. Los tres pasos ordenan la corrección.

        ¿Dónde encaja este apoyo?

        Trazabilidad curricular del objeto
        CampoValor
        CategoríaApoyos de estudio › Secundaria › 1.º
        Nivel y gradoSecundaria · 1.º y 2.º (12-14 años)
        MateriaFísica y Química
        ColecciónApoyos de Física y Química · Secundaria · etapa Movimiento
        Tipo de apoyoEjemplo resuelto (ejemplo-resuelto)
        Necesidad del alumno"Saco la fórmula pero no sé por qué la velocidad se divide entre dos"
        Duración12 min
        Dificultadintermedia
        Prerrequisitoapo-sec-fis-mov-02 y apo-sec-fis-mov-03
        Siguiente apoyoapo-sec-fis-mov-05 · Lo que tienes que recordar de movimiento
        OA curricular relacionadomx-f6-mat-072-magnitudes-conversion-unidades, mx-f6-mat-076-relacion-y-funcion, mx-f6-mat-034-conversion-de-unidades-el-mismo-tamano-con-otro-nombre
        Uso didácticoRepite el mismo recorrido con los datos de tu problema, y sobre todo el paso de la velocidad promedio: es el que decide la distancia de una frenada.
        AutorRoadwise Consulting
        Versión de contenido1

        Si quieres la explicación completa, ve por aquí

        Las respuestas y tu progreso se guardan sólo en este dispositivo. Contenido firmado por su autoría mediante Lumbre.

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