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Cruz López el 5/1/18

  Como podeis ver son ejercicios solucionados, pero no comprendo dónde tengo el error en el apartado b. He aplicado la formula de MRU y el resultado que me da es de 6545'45 segundos (el 45 es periodo). No comprendo dónde he tenido el error a pesar de que lo he repasado un par de veces. ¿Podría alguien explicarme cuál es el fallo? Gracias

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Laura Gutierrez el 5/1/18

Es muy simple, tienes que aplicar un factor de conversión :

14,4km( distancia a recorrer) x 1h/8km( velocidad del nadador) x 3600s/1h( conversión de hora a segundos)= 6480s


Cruz López el 5/1/18

¡Muchísimas gracias!

Cruz López el 5/1/18

 Hola, verán, la pregunta es la siguiente: "Calcula la posición en la que se encuentra el móvil a los 5 segundos." El problema es que siguiendo la lógica, la solución me da que serían 20 metros, pues 5 segundos es la mitad de los dos datos de tiempo de 0 y 10 segundos y no hay aceleración en ese tiempo, por lo que la distancia también debe de ser la mitad de los  datos de distancia de 10 y 30 metros. Eso es lo que yo entiendo que debería de salir, sin embargo, no sé cómo debería calcularlo para asegurarme.

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Antonio Silvio Palmitano el 6/1/18

Tienes tres tramos, de los que indicamos instantes y posiciones iniciales y finales del móvil, del que suponemos se desplaza con Movimiento Rectilíneo Uniforme o, llegado el caso, permanece en reposo, como forma de estimar el movimiento:

1)

ti = 0, xi = 10 m,  tf = 10 s, xf = 30 m;

luego, plantea su velocidad:

v1 = (xf-xi)/(tf-ti) = (30-10)/(10-0) = 20/10 = 2 m/s;

luego, plantea la ecuación de movimiento para este tramo:

x = xi + v1*(t - ti), reemplazas valores, y queda:

x = 10 + 2*(t - 0), cancelas el término nulo en el agrupamiento, y queda:

x = 10 + 2*t, que es la expresión de la posición del móvil en función del tiempo, para este tramo;

luego, evalúas para el instante en estudio: t = 5 s, y queda:

x = 10 + 2*5 = 20 m, que es la posición del móvil en dicho instante.

2)

ti = 10 s, xi = 30 m,  tf = 20 s, xf = 30 m;

luego, observa que la posición inicial y la posición final coinciden, por lo que puedes considerar que el móvil permanece en reposo en este tramo, con posición constante: x = 30 m.

3)

ti = 20, xi = 30 m,  tf = 30 s, xf = 0 m;

luego, plantea su velocidad:

v3 = (xf-xi)/(tf-ti) = (0-30)/(30-20) = -30/10 = -3 m/s;

luego, plantea la ecuación de movimiento para este tramo:

x = xi + v3*(t - ti), reemplazas valores, y queda:

x = 30 + (-3)*(t - 20), distribuyes y reduces términos semejantes en el segundo miembro, y queda:

x = 90 - 3*t, que es la expresión de la posición del móvil en función del tiempo, para este tramo.

Espero haberte ayudado.

Cruz López el 8/1/18

¡Muchas gracias!


Daniel Wenli el 5/1/18

 tengo una pequeña duda al realizar este ejercicio pues haciendo una regla de 3 la fuerza me dio 4000n pero no estoy seguro de como aplicar la formulas de fuerza pues no se si es 4000N=K*X o F - Fr = K*X (en consecuencia quedaria 4000N - Fr = K*X)  me  podrian dar una mano?

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Antonio Silvio Palmitano el 6/1/18

Tienes tres instantes importantes:

1)

Justo antes del choque,

donde la cantidad de movimiento (impulso) del sistema queda expresada:

p1 = mb*vb = 0,01*vb (observa que el bloque está en reposo, y que el resorte está relajado);

y donde la energía mecánica (en este caso solo cinética) queda expresada:

EM1 = (1/2)*mb*vb2 = (1/2)*0,01*vb2 = 0,005*vb2.

2)

Justo después del choque,

donde la cantidad de movimiento (impulso) del sistema queda expresada:

p2 = (mB+mb)*v2 = (0,01+4,99*v2 = 5*v2 (observa que el resorte está relajado);

y donde la energía mecánica (en este caso solo cinética) queda expresada:

EM2 = (1/2)*(mb+mB)*v22 = (1/2)*(0,01+4,99)*vb2 = 2,5*v22.

3)

El resorte está completamente comprimido,

donde la cantidad de movimiento (impulso) del sistema queda expresada:

p3 = 0 (observa que los cuerpos están en reposo, y que el resorte está comprimido);

y donde la energía mecánica (en este caso solo potencial elástica) queda expresada:

EM3 = (1/2)*k*Δx2 = (1/2)*(104/0,5)*0,22 = 400 J , que es la respuesta (a).

Luego, puedes plantear conservación de la cantidad de movimiento entre los instantes (1) y (2), y tienes la ecuación

p2 = p1, sustituyes expresiones, y queda:

0,01*vb = 5*v2, multiplicas por 100 en ambos miembros, y queda:

vb = 500*v2 (*);

luego, observa que entre los instantes señalados (2) y (3) no se conserva el impulso, ya que actúan fuerzas exteriores al sistema bala-bloque (rozamiento y fuerza elástica), y tampoco se conserva la energía, ya que actúa una fuerza disipativa (rozameniento);

por lo tanto, planteas la ecuación trabajo-energía, y queda:

Wfr = EM3 - EM2, sustituyes expresiones, y queda:

c*(mb+mB)*g*Δx = 400 - 2,5*v22, reemplazas valores (observa que consideramos: g = 10 m/s2), y queda:

-3 = 400 - 2,5*v22, haces pasajes de términos, y queda:

2,5*v22 = 403, haces pasaje de factor como divisor, y queda:

v22 = 161,2, haces pasaje de potencia como raíz, y queda

v2≅ 12,696 m/s, que es la respuesta (b) con diferencias por aproximaciones.

Luego, reemplazas el valor remarcado en la ecuación señalada (*), y queda

vb ≅ 500*12,696 ≅ 6347,756 m/s, que es la respuesta (c) con diferencias por aproximaciones.

El planteo con suma entre fuerzas por el cuál preguntas conduce a una ecuación diferencial, por lo que no es conveniente para resolver este problema.

Espero haberte ayudado.

Daniel Wenli el 5/1/18

como resuelvo la pregunta c? pensé que la elongación seria la misma pero al parecer no. 

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Jordi Colom el 5/1/18

te respondo con mi lógica y el ejercicio hecho en papel. No se si a ti te ha dado exactamente los resultados como dice la respuesta, pero a mi me han dado con un margen bastante grande (ejemplo la V no me daba 3, me daba 3.83m/s) dicho esto, puede ser que yo lo haya hecho mal.

La elongación no puede ser la misma, ya que vienes de un sistema en el que:

1.- dejas caer un objeto con altura h, en una plataforma con masa encima de un muelle 

2.- al entrar en contacto lleva una Energía cinética máxima y potencial 0

3.- ahora hace el cambio de energía cinética a potencial elástica pero!! al loro, hay un incremento de masa debido al peso del disco.


yo con esto he recalculado Ec2 =½m*v2

en haciendo que ahora m= 0.3+0.7

y una vez tienes Ec sacas el Δx con la formula de 

Epotencial elástica =½k*x2

Laura Gutierrez el 4/1/18

Hola! Me podriaís ayudar con este ejercicio porfavor?:

Se envia un ultrasonido con una intensidad de 10 W/m2 que penetra 8
cm de profundidad en un material y después se refleja. Sabiendo que sólo se refleja el 1% de su intensidad y que se recibe una onda de
0,005 W/m2 en el mismo punto desde donde se emietió el primer ultrasonido, la constante de absorción k del material tendrá un valor de?


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Raúl RC el 6/1/18

Debes aplicar la siguiente expresión

I=I0·e-βx

En tu caso te dan I0=10·0,01=0,1, eso significa que se absorbe el 99,9 %

Sustituyes los demas datos y despejas beta

Ainhoa Etxebeste el 4/1/18

Hola. ¿Como calcularia en este ejercicio la máxima tensión para que la masa de arriba no deslice?

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Antonio Silvio Palmitano el 4/1/18

Vamos con una orientación.

Tienes que plantear que la fuerza de rozamiento que se ejercen entre sí la carga (q) y la carretilla (C) es estática y máxima,

por lo que su módulo queda expresado: freqC = μe*NqC,

donde tienes: 

μe = 0,3 (coeficiente estático de rozamiento), 

NqC: módulo de la acción normal mutua entre la carga y la carretilla.

Luego, debes plantear el diagrama de fuerzas que actúa sobre la carretilla, de las que nombramos sus módulos e indicamos sus direcciones y sentidos:

T: tensión de la cuerda, paralela al plano inclinado, hacia arriba;

PC: peso, vertical, hacia abajo;

NC: acción normal ejercida por el plano inclinado, perpendicular al mismo, hacia arriba;

NqC: acción normal ejercida por la carga, perpendicular al plano inclinado, hacia abajo;

frqC: rozamiento ejercido por la carga, paralelo al plano inclinado, hacia abajo.

Luego, debes plantear el diagrama de fuerzas que actúa sobre la carga, de las que nombramos sus módulos e indicamos sus direcciones y sentidos:

Pq: peso, vertical, hacia abajo;

NqC: reacción normal ejercida por la carretilla, perpendicular al plano inclinado, hacia arriba;

frqC: reacción al rozamiento, ejercida por la plataforma, paralela al plano, hacia arriba.

Luego, plantea un sistema de referencia con eje OX paralelo al plano inclinado, con sentido positivo hacia arriba, y con eje OY perpendicular al plano inclinado, con sentido hacia arriba, y luego plantea la descomposición de los pesos, y luego la Segunda Ley de Newton, tal como has hecho seguramente con otros problemas con planos inclinados.

Haz el intento, y si te resulta necesario no dudes en volver a consultar.

Espero haberte ayudado.


Diego el 4/1/18


Buenas tardes. Tengo una duda en cuanto a la elección de los ejes: ¿es válida cualquier elección? 

Me explico. Tengo un ejercicio que dice lo siguiente: Un electrón se mueve por la parte positiva del eje Y. En el X hay un B=2i T y en el Z hay un E=3k N/C (todo en la dirección positiva de sus respectivos ejes). Luego el ejercicio me pide que halle la velocidad del electrón para que no se desvíe y que haga el diagrama de fuerzas. La velocidad la se hallar sin problemas pero en cuanto al diagrama me entran dudas. Claro está que para que no se desvíe, Fm y Fe tienen que llevar sentidos contrarios, pero esto solo ocurre con ciertas elecciones de ejes y con otras no.

 

Por ejemplo, si cojo los ejes YXZ (sentido de las agujas del reloj) tienen sentidos contrarios pero si cojo los ejes ZXY (sentido de las agujas del reloj), Fe y Fm tienen el mismo sentido (ver imagen). ¿Soy yo que me he despistado al mirar la dirección o hay ciertos ejes válidos y otros no? Si hay algunos válidos y otros no, por favor, dígamelo, gracias de adelantado. 


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jorge velazquez el 4/1/18

Usa la regla de la mano derecha  para elegir los ejes , te recomiendo el primero , generalmente como te digo se usan  ejes usando esta regla.

Diego el 4/1/18

Si, pero en el segundo, usando la regla de la mano derecha no me salen las fuerzas contrarias, de ahí mi duda de si vale cualquier elección de ejes o lo estoy haciendo yo mal


jorge velazquez el 4/1/18

No hay preferencia en los sistemas estas colocando mal los vectores 

Fm=qvxB

Fm vector velocidad

V vector velocidad

B vector campo magnetico

Fe=qE

La dirección de la fuerza eléctrica es la misma que la del campi y en tus ejes las pones alreves verifica esa parte y te darás cuenta que dan los mismos resultados 


jorge velazquez el 4/1/18

Date cuenta que en el primero usas la regla fe mano derecha y en el segundo izquierda , si usas mano derecha como lo elijas sera correcto, a lo que me refiero durante todo el ejercicio usa mano derecha y te saldrá todo correcto, no uses ambos por que fe ahí la equivocación 

Diego el 4/1/18

Sigue sin quedarme claro, así que voy a exponer mi razonamiento: Para el caso ZXY (sentido de las agujas del reloj), el segundo en la imagen, Fe va en el sentido negativo del eje Z, ya que Fe=qE y la carga es negativa (es un electrón).

Para la fuerza magnética, Fm=q(v x B). Si "llevamos" v a B por el camino más corto es en el sentido contrario a las agujas del reloj, hacia la izquierda y por ello Fm iría en el sentido positivo del eje Z, pero como q es negativo, cambia el sentido y Fm va en el sentido negativo del eje Z.

Es decir, que según esto y esta elección de ejes, Fm y Fe tienen idénticos sentidos y dirección, que es lo que no me cuadra para que v no se desvíe, ya que para que esto suceda deberían tener sentidos contrarios. Por eso me surge la duda de si son válidas todas las elecciones de eje.

Jordi Colom el 4/1/18

Hola buenas noches, tengo una pregunta que llevo un par de horas que no saco por más que me pongo:

tengo la imagen siguiente, y me piden que calcule Vo para que pase por encima del elemento, sabiendo que H= 15m y L=12m y el ángulo es de 53.13º




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Francisco Javier el 4/1/18

Ecuación de posición vertical del elemento:   y = yo + voy*t - 0.5*g*t2 

Haciendo origen a nivel del suelo se tiene que:   yo = 0

Si se esta en el planeta Tierra se tiene que:   g = 9.81 m/s2 

Dicho esto:   y = 0 + voy*t - 0.5*9.81*t2   →   y = voy*t - 4.905*t2    (1)

Ecuación de posición horizontal del elemento:   x = xo + vx*t

Del sistema de referencia tomado se tiene que:   xo = 0

Dicho esto:   x = 0 + vox*t   →   x = vox*t   (2)

Podemos descomponer las velocidades iniciales en ambos ejes usando Trigonometría. Nos quedaría:

voy = vo*Sin(β) = vo*Sin(53.13º) = 0.799*vo   →   voy = 0.799*vo 

vox = vo*Cos(β) = vo*Cos(53.13º) = 0.600*vo   →   vox = 0.600*vo 

Reemplazando estas velocidades en las ecuaciones (1) y (2):

y = 0.799*vo*t - 4.905*t2    (3)

x = 0.600*vo*t   (4)

Cuando y = 15 e x = 12 el elemento demora un tiempo "t" en recorrer dicha distancia desde el punto de partida.

Reemplazando en las ecuaciones (3) y (4) estos datos:

15 = 0.799*vo*t - 4.905*t2 

12 = 0.600*vo*t 

Tenemos un sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas ("vo" y "t"), el cual podemos resolver perfectamente con cualquier técnica matemática. 

Omitiendo esto y presentando directamente la solución, tenemos que:

t = 0.447 s

vo = 44.744 m/s

Siendo esta ultima la respuesta a tu problema.

Jordi Colom el 4/1/18

Muchas gracias francisco, siempre me quedaba en el paso de las ecuaciones y no se porque, pero en vez de descomponer las Vo lo que hacía era añadir las velocidades x e y como incógnitas, y buscar dos ecuaciones más para tener un sistema 4-4 
Muchas gracias!!