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Foro de Física

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Diego el 17/10/18

hola, buenas tardes.  me darían una mano con esta actividad?:

gracias!!!!

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Fernando Alfaro el 17/10/18

La formula general de un movimiento armónico simple es: x(t) = A cos(ωt + φ)      (en una de sus varias expresiones) 

Donde A es la amplitud, ω es la velocidad angular y φ es la fase.


La amplitud A es el máximo (y mínimo) valor que puede tomar x, y ocurre cuando cos(ωt + φ) = ± 1

La velocidad angular ω se puede expresar como ω = 2π/T

Donde 2π equivale a una vuelta o ciclo completo y el periodo T es el tiempo que transcurre en completarse ese ciclo.

Como la frecuencia f es por definición f = 1/T, ω se puede expresar también como ω = 2πf

Y la fase φ es la posición angular inicial.


Para x(t) = 0.25 cos(π/8 t) se tiene entonces que A = ±0.25 m     ω = π/8 rad/s   y     φ = 0 rad


Para hallar la frecuencia usamos la expresión ω = 2πf y despejamos f => f = ω/2π y sustituyendo => f = π/8 * 1/2π  = 0.0625 hz  ( o s-1).

Podemos hallar T como T = 1/f = 1/0.0625 = 16 s     o de la expresión ω = 2π/T despejando T => T = 2π/ω = 2π * 8/π = 16 s


Y para hallar la posición en t = 1, hallamos x(1):

 x(1) = 0.25 cos(π/8 * 1) = 0.25 cos(π/8) = 0.25*0.934 = 0.231 m


Tamara el 17/10/18

buenas tades, ¿alguien me podría ayudar a resolver este problema?

  Un auto de 1300 Kg se construye sobre un bastidor sostenido por 4 amortiguadores. Cada amortiguador tiene una constante de resorte de 20000N/m. Si dos personas que viajan en el auto tienen una masa combinada de 160 Kg, encontrar la frecuencia de vibración del auto cuando pasa por un bache del camino.

Mil Gracias!!!


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Raúl RC el 17/10/18

Lo tienes resuelto en este link ;)

https://es.scribd.com/doc/30262694/Mas


Fernando Alfaro el 17/10/18

Dos entradas mas abajo.

Con k = 4*20000 N/m      y       m = 1300 kg + 160 kg

Laura Sanchez el 17/10/18

Buenas tardes , ¿ cómo se resolvería este ejercicio? Gracias. 

¿Cuáles de las siguientes ecuaciones son dimensionalmente correctas? (a) vf =vi+a⋅x; (b) y= (2m) ·cos(k⋅x) donde k= 2 m-1.

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Fernando Alfaro el 17/10/18

La primera seria:

[L][T]-1 = [L][T]-1 + [L][T]-2 * [L] = [L][T]-1+ [L]2[T]-2 

Como [L][T]-1 no se puede sumar con [L]2[T]-2  no puede dar como resultado [L][T]-1 y es dimensionalmente incorrecta.


El segundo caso:   (si es que entiendo bien el enunciado)
[L] = [L]*cos([L]-1 *[L]) = [L]*cos([L]0 ) = [L]      coseno de adimensional es adimensional, y una dimensión cualquiera por un adimensional es la misma dimensión.

El segundo caso es correcto


Sofia Ramone el 17/10/18

Me podrian ayudar a resolver este problema:

Cuando 4 personas con masa combinada de 320 Kg se sientan en un auto, comprueban que el auto baja 0,8 cm sobre sus amortiguadores. Luego salen del auto y éste se balancea hacia arriba y hacia abajo. ¿Cuál es la frecuencia de la vibración del auto si su masa, sin ocupantes, es de 2000 Kg?


Gracias!!!!

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Fernando Alfaro el 17/10/18

La constante elástica k de un resorte lineal, se puede expresar como k = ΔF/Δx  medido aun sobre un resorte deformado.


Entonces k = (F1 - F2)/Δx = (m1g - m2g)/Δx = g(m1 - m2)/Δx = g*Δm/Δx

Luego, k  = 9.8*320/0.008 = 392000 N/m = 392 kN/m        (0.8 cm son 8 milímetros)

 

En un sistema masa-resorte se tiene que: 2πf = √(k/m). Donde k es la constante elastica, y m es la masa.

Despejando f se tiene: f = √(k/m) / 2π

Y la frecuencia f considerando solo la masa del auto entonces es: f = √392000/2000) / 2π = √192 / 2π = 14 / 2π = 2.23 hz


lorena ayala el 17/10/18

Disculpen la molestia, cómo puedo resolver este problema:

Un objeto de 0,4 Kg se une a un resorte cuya constante es 160 N/m, de modo que el objeto se mueve en una superficie horizontal sin rozamiento. El objeto se suelta cuando el resorte se comprimió 0,15 m. Encontrar la fuerza sobre el objeto y la aceleración en ese instante

Muchas gracias

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Fernando Alfaro el 17/10/18

La fuerza F ejercida por un resorte con constante elástica k es: F = -kx

Donde x es la deformación del resorte y el signo negativo indica que la fuerza es en sentido opuesto a la deformación.

Entonces, la fuerza F que ejerce el de resorte de k = 160 N/m en x = 0.15 m es: F = -160*0.15 = -24 N


Y como la fuerza es F = ma => a = F/m.

Dicha fuerza aplicada a un cuerpo de 0.4kg => a = -24/0.4 = -60 m/s²



Luz el 17/10/18

Hola, alguien me podría ayudar con este problema:

Un objeto de 350 g unido a un resorte de 130 N/m está libre para moverse sobre una superficie horizontal sin rozamiento. Si el objeto se suelta, encontrar la fuerza y la aceleración que actúan sobre él, cuando x=10 cm


Gracias

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Fernando Alfaro el 17/10/18

La fuerza F ejercida por un resorte con constante elástica k es: F = -kx

Donde x es la deformación del resorte y el signo negativo indica que la fuerza es en sentido opuesto a la deformación.

Entonces, la fuerza F que ejerce el de resorte de k = 130 N/m en x = 0.1 m es: F = -130*0.1 = -13 N


Y como la fuerza es F = ma => a = F/m.

Dicha fuerza aplicada a un cuerpo de 0.350kg => a = -13/0.350 = -37.14 m/s²



Eva Martín Elena el 16/10/18

Buenas noches, no se como hacer este ejercicio, espero que alguien me lo pueda resolver:

-Este tubo en forma de “U” tiene un diámetro interior de 1 cm, y tiene un tapón fijo en la rama inferior que separa dos líquidos de densidades distintas. Considerando que la columna de líquido a la izquierda tiene una altura de 10 cm por encima del tapón y una densidad de 1.2 g cm-3 , y que la columna a la derecha tiene una altura de 4 cm por encima del tapón y una densidad de 0.9 g cm-3 , halle la fuerza (F) en el tapón. 

No me deja enviar el diujo, es un tubo en u donde una parte tiene más liqido que en la otra.

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Antonio Silvio Palmitano el 17/10/18

Comienza por plantear la expresión de la presión en un punto a la altura del tapón en la rama izquierda del tubo:

pi = patm + δi*g*hi (1).

Luego, puedes calcular la expresión del módulo de la fuerza que ejerce la columna de la izquierda sobre el tapón (observa que esta fuerza se "transmite" por el líquido, y que tiene dirección vertical y sentido hacia arriba cuando actúa sobre el tapón):

Fi = pi*A (2).

Luego, plantea la expresión de la presión en un punto apenas sobre el nivel del tapón en la rama derecha del tubo:

pd = patm + δd*g*hd (3).

Luego, puedes calcular la expresión del módulo de la fuerza que ejerce la columna derecha sobre el tapón (observa que tiene dirección vertical y sentido hacia abajo):

Fd = pd*A (4).

Luego, considera un sistema de referencia con eje de posiciones (alturas) OY vertical con sentido positivo hacia arriba, con origen de coordenadas en el tapón, planteas la expresión de la fuerza resultante que actúa sobre el tapón, y queda:

F = Fi - Fd,

sustituyes las expresiones señaladas (2) (4), y queda:

F = pi*A - pd*A,

extraes factor común, y queda:

F = (pi - pd)*A,

sustituyes las expresiones señaladas (1) (3), y queda:

F = ( patm + δi*g*hi - (patm + δd*g*hd) )*A,

distribuyes el tercer término en el agrupamiento, cancelas términos opuestos, y queda:

F = (δi*g*hi - δd*g*hd)*A,

extraes el factor común del agrupamiento, y queda:

F = (δi*hi - δd*hd)*g*A,

expresas al área de la sección transversal del tubo en función de su diámetro, y queda:

F = (δi*hi - δd*hd)*g*π*d2/4;

y solo queda que reemplaces datos y hagas el cálculo, y observa que el signo del resultado te indicará el sentido de la fuerza resultante.

Espero haberte ayudado.

Eva Martín Elena el 16/10/18

Hola buenas tardes no entiendo el siguiente ejercicio como se haría :

- El sistema hidráulico del dibujo, está diseñada para transformar una pequeña fuerza (200 N), actuando en un tubo fino de diámetro pequeño (dp=25mm) por un fluido hidráulico de densidad 0.9 g cm-3 , en una fuerza más grande para sujetar el peso (P) por encima de un tubo más grande (dg = 30 cm). Determine el peso (P) que este sistema puede sujetar.

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Antonio Silvio Palmitano el 16/10/18

Si el sistema hidráulico al que se refieren en tu enunciado es una Prensa Hidráulica, puedes comenzar por plantear las presiones que se ejercen en ambos émbolos:

pp = 200/(π*0,0252/4) (en Pa),

pg = P/(π*0,302/4) (en Pa).

Luego, planteas la condición de equilibrio (la presión es la misma en ambos émbolos, y en too el líquido interior al dispositivo), y queda:

pg = pP,

sustituyes expresiones, y queda:

P/(π*0,302/4) = 200/(π*0,0252/4),

multiplicas por (π*0,302/4) en ambos miembros, y queda:

P = (π*0,302/4)*200/(π*0,0252/4),

simplificas, y queda:

P = 0,302*200*0,00252,

resuelves, y queda:

P = 28800 N.

Espero haberte ayudado.

Fernando Alfaro el 16/10/18

El dibujo?

Si es lo que me imagino, suponiendo el fluido hidráulico como un fluido incompresible, la presión en el fluido es constante. P1 = P2 .

Como la presión es F/A => F1/A1 = F2/A2 => F1 = F2A1/A2      Si F1 = P,     F2 = 200 N    A1 = π*152 = 707 cm2   y     A2 = π*1.252 = 4.9 cm2

Sustituyendo datos, P = 200*707/4.9 = 28857 N ≅ 29 kN

Fernando Alfaro el 16/10/18

Antonio, al parecer ahora también somos colegas en la materia "Adivinación" jeje.


Cristina el 16/10/18

Hola buenas,no entiendo muy bien lo de la ecuación de dimensiones e estado estudiándola e intentado hacer ejercicios pero no hay manera.Me podríais poner una explicación de cómo se haría y algún ejemplo por favor? Gracias.

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Fernando Alfaro el 16/10/18

A que te refieres por ecuación de dimensiones? Puedes plantear un ejemplo? El enunciado de algún ejercicio que no puedas resolver?


Cristina el 17/10/18

Ecuación de dimensiones de física de nivel de 4 eso

Carmelochi Parra el 16/10/18

Buenas tardes,

mi duda en cuanto a fuerzas variables es en este tipo de ejercicios:

Un chico desea ascender por un plano inclinado empujando una caja (m=10 kg e
inicialmente en reposo) con una fuerza variable dependiente de la posición F=2·X+70,
donde X se mide en metros. En cierto instante, deja de empujar y la caja se detiene
momentáneamente. Entonces, ésta comienza a descender por su propio peso alcanzando
el final del plano inclinado, y continuando posteriormente por un plano horizontal. La
caja se detiene cuando ha recorrido 20 m por el plano horizontal. Calcular A) la
velocidad que llevaba la caja en el instante previo al que el chico deja de empujarla y B)
la fuerza de empuje del chico cuando la velocidad de la caja era de 3 m/s.
Datos: La fuerza aplicada por el chico es paralela a la superficie del plano inclinado, el
cual tiene un coeficiente de rozamiento cinético de 0,2 y forma un ángulo de 30º
respecto a la horizontal. El plano horizontal también tiene un coeficiente de rozamiento
cinético de 0,2.



GRACIAS

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Raúl RC el 16/10/18

Te recomiendo veas los vídeos de planos inclinados, que hay bastantes.

Lo único que cambia en tu ejercicio es que tu fuerza dependerá de X en todo momento, el cual tendrás que ir arrastrándolo en las ecuaciones e intentar poder despejarla en los sistemas que te queden, ánimo!


Plano inclinado
Fernando Alfaro el 17/10/18

Segura que no falta ningún dato? La variable x es el eje horizontal, verdad?