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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Tamara Laranga
    el 12/12/19

    Me podrían corregir el siguiente ejercicio por favor?

    Un avión de juguete de masa 0'15kg pende de un hilo de 0'5m. El avión lleva un pequeño motor que lo pone en movimiento. Cuando el motor se pone en marcha, describe una trayectoria circular de radio 0'3m. Determinar el módulo de la velocidad del avión. 


    he aquí lo que yo he hecho: 


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 13/12/19

    Observa que tienes los datos para plantear el valor del seno del ángulo que determina la dirección del hilo con la vertical, ya que los datos que tienes son la longitud de la hipotenusa y la longitud del cateto opuesto al ángulo, que tienes señalados en el triángulo rectángulo de tu diagrama, por lo que debes plantear:

    senθ = R/L = 0,3/0,5 = 0,6,

    de donde tienes:

    cosθ = √(1 - sen2θ) = √(1 - 0,62) = √(1 - 0,36) = √(0,64) = 0,8.

    Luego, has planteado correctamente el diagrama de fuerzas, y el sistema de ecuaciones correspondiente, de acuerdo con la Segunda Ley de Newton:

    T*senθ = M*aR, de aquí despejas: aR = T*senθ/M (1),

    T*cosθ - M*g = 0, de aquí despejas: T = M*g/cosθ = 0,15*9,8/0,8 = 1,8375 N, que es el módulo de la tensión del hilo;

    luego, reemplaza el valor remarcado y los demás datos en la ecuación señalada (1), y queda:

    aR = 1,8375*0,6/0,15 = 7,35 m/s2, que es el módulo de la aceleración radial del avión;

    luego, planteas la expresión del módulo de la aceleración radial del avión, en función de su rapidez lineal y del radio de giro, y queda:

    aR = v2/R, y de aquí despejas:

    v = √(R*aR) = √(0,3*7,35) √(2,205) m/s ≅ 1,485 m/s, que es el valor de la rapidez lineal del avión.

    Espero haberte ayudado.

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    Ana Cardoza
    el 12/12/19

    Buenos días me podrían ayudar con estos dos ejercicios


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/12/19

    4)

    Tienes que el motor funciona seis horas diarias durante treinta días, por lo que su intervalo de tiempo funcionando es:

    Δt = 6*30 = 180 h.

    Luego, planteas la expresión del costo total de la energía que se suministró al motor (Ct = 600 S), en función del precio unitario (pu = 0,50 S/KW*h), y de la energía suministrada (U), y queda:

    Ct = pu*U, y de aquí despejas:

    U = Ct/pu = 600/0,5 = 1200 KW*h.

    Luego, planteas la expresión de la potencia del motor en función de la energía suministrada y del intervalo de tiempo de funcionamiento, y queda:

    Pot = U/Δt = 1200/180 = 20/3 KW ≅ 6,667 KW.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/12/19

    5)

    c)

    Tienes los datos de la situación inicial:

    Vi = 12 V (diferencia de potencial),

    Ii = 3 A (intensidad de corriente);

    luego, planteas la expresión de la resistencia en función de la diferencia de potencial y de la intensidad de corriente, de acuerdo con la Ley de Ohm, y queda:

    R = Vi/Ii = 12/3 = 4 Ω.

    a)

    Planteas la expresión de la intensidad de corriente en función de la diferencia de potencial y de la resistencia, de acuerdo con la Ley de Ohm, y queda:

    Ia = Va/R = 120/4 = 30 A.

    b)

    Planteas la expresión de la diferencia de potencial en función de la intensidad de corriente y de la resistencia, de acuerdo con la Ley de Ohm, y queda:

    Vb = R*Ib = 4*0,2 = 0,8 V.

    Espero haberte ayudado.

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    Ana Cardoza
    el 12/12/19

    Hola buenos días, mañana tengo examen y no entiendo estos dos ejercicios


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/12/19

    2)

    Por favor envía foto de la figura a la que refiere tu enunciado para que podamos ayudarte.

    3)

    Vamos con una orientación.

    Planteas la expresión de la resistencia de la barra de aluminio en función de la resistividad del Aluminio, de la longitud de la barra y del área de su sección transversal, y queda:

    Rb(Al)ρAl*Lb(Al)/Ab(Al) (1);

    luego, planteas la expresión del área de la sección transversal de la barra de aluminio en función de su diámetro (observa que es circular), y queda:

    Ab(Al) = π*db(Al)2/4 (2).

    Planteas la expresión de la resistencia de la barra de cobre en función de la resistividad del Cobre, de la longitud de la barra y del área de su sección transversal, y queda:

    Rb(Cu) = ρCu*Lb(Cu)/Ab(Cu) (3);

    luego, planteas la expresión del área de la sección transversal de la barra de cobre (observa que es cuadrada) en función de su lado, y queda:

    Ab(Al) = Lb(Cu)2 (4).

    Luego, tienes en tu enunciado la relación entre las longitudes de las barras:

    Lb(Cu) = (1/2)*Lb(Al) (5).

    Luego, tienes en tu enunciado la relación entre las resistencias de las barras:

    Rb(Cu) = 2*Rb(Al) (6).

    Luego, tienes los datos:

    db(Al) = 5 cm = 5*10-2 m (diámetro de la barra de aluminio),

    ρAl = 2,82*10-8 Ω*m (resistividad del aluminio),

    ρCu = 1,7*10-8 Ω*m (resistividad del cobre);

    luego, tienes que reemplazar datos en todas las ecuaciones numeradas, y resolver el sistema de ecuaciones.

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

    Espero haberte ayudado.

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    Mansair
    el 11/12/19

    Hola muy buenas. Estoy preparándome la prueba de acceso para mayores de 25 años para la universidad, y debo prepararme la fase específica de física, pero en el centro de estudios al que voy no dan esa materia, y me está costando bastante encontrar buenas formas de estudio. He visto que hay algunos libros por internet, los cuales no me puedo permitir ahora mismo, pero posiblemente lo haga en unas semanas. Me gustaría saber si hay algún portal de estudios gratuito del que poder ayudarme, o saber si alguien me puede pasar pdf de los libros preparatorios u orientarme un poco.


    Un saludo y gracias!

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    Raúl RC
    el 11/12/19

    De lo que vas a disponer aquí es de multitud de videos ordenados por los bloques que forman parte del temario de las pruebas PAU, totalmente gratuitos.

    También te digo que puedes suscribirte por un módico precio a los planes pro de la web, los cuales podrán proporcionarte multitud de material en forma de pdf, etc.

    Envia un email a unicoos@unicoos.com

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    Leo G
    el 11/12/19

    Hola Unicoos. Estoy trabado con este problema. No sé de qué manera utilizar el momento de fuerza externo para llegar a la respuesta. Si bien en clases dimos conservación de momento de angular, este es el primer y único ejercicio de la guía con torque externo. Realmente no sé cómo encararlo. Si pueden ayudarme se los agradeceré muchísimo; cualquier tipo de ayuda, no necesariamente resolver el ejercicio completo. Muchas gracias!


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 11/12/19

    a)

    Tienes los datos:

    d = 40 cm = 0,4 m,

    M = 2 Kg (masa de cada una de las partículas),

    Mv = 0 (masa de la varilla),

    fi = 50 rev/min, de donde tienes: 

    ωi = 50*2π/60 = π/6 rad/seg (rapidez angular inicial),

    τ = 2 N*m (módulo del momento de fuerza aplicado),

    Δt = 4 s (intervalo de tiempo en el cuál se aplicó el momento de fuerza).

    Luego, planteas la expresión del momento angular inicial, y queda:

    Li = (2*M*d2 + (1/2)*Mv*(2*d)2)*ωi = (2*2*0,42 + (1/2)*0*(2*0,4)2)*π/6 = 0,64*π/6 = 0,32*π/3 Kg*m2/s = 0,32*π/3 N*m*s.

    Luego, planteas la expresión del momento angular final, y queda:

    Lf = (2*M*d2 + (1/2)*Mv*(2*d)2)*ωf = (2*2*0,42 + (1/2)*0*(2*0,4)2)*ωf = 0,64*ωf (en N*m*s).

    Luego, planteas la expresión del impulso angular aplicado, y queda:

    Ia = τ*Δt = 2*4 = 8 N*m*s.

    Luego, aplicas la ecuación impulso-variación del momento angular, y queda (observa que consignamos al impulso angular con signo positivo porque tiene la misma dirección y el mismo sentido que la velocidad angular inicial):

    Lf - Li = Ia, sustituyes las expresiones remarcadas, y queda:

    0,64*ωf - 0,32*π/3 = 8, y de aquí despejas:

    ωf = (8 - 0,32*π/3)/0,64 ≅ 11,976 rad/s,

    y observa que la discrepancia con el valor de tu solucionario se debe seguramente a las aproximaciones de valores que hemos realizado.

    b)

    Observa que para esta segunda etapa tienes que el último valor remarcado es la rapidez angular inicial, observa además que no están aplicados momentos de fuerza exteriores, por lo que puedes plantear conservación del momento angular, y observa que los brazos de momento finales tienen las expresiones: d*cos(30°).

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

    Espero haberte ayudado.


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    juan medel
    el 10/12/19

    me pueden ayudar porfavor

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    Raúl RC
    el 10/12/19

    Te recomiendo veas estos videos.

    Circuitos eléctricos

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 11/12/19

    3)

    Planteas la expresión de la resistencia equivalente a la serie, y queda:

    Rs = 3*R;

    luego, planteas la expresión de la potencia disipada en función de la diferencia de potencial y de la resistencia equivalente, y queda:

    Pots = V2/Rs, multiplicas por Rs en ambos miembros, y queda:

    Pots*Rs = V2 (1).

    Planteas la expresión de la resistencia equivalente al paralelo, y queda:

    Rp = R/3;

    luego, planteas la expresión de la potencia disipada en función de la diferencia de potencial y de la resistencia equivalente, y queda:

    Potp = V2/Rp, multiplicas por Rp en ambos miembros, y queda:

    Potp*Rp = V2 (2).

    Luego, divides miembro a miembro la ecuación señalada (2) entre la ecuación señalada (1), simplificas el segundo miembro, y queda:

    Potp*Rp/(Pots*Rs) = 1, y de aquí despejas:

    Potp = Pots*Rs/Rp, sustituyes expresiones, y queda:

    Potp = 15*(3*R)/(R/3), simplificas y luego resuelves el segundo miembro, y queda:

    Potp = 135 W.

    Espero haberte ayudado.

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    juan medel
    el 10/12/19

    alguien que sepa realizar ese ejercicio por favor 

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    Raúl RC
    el 10/12/19

    Tienes numerosos vídeos grabados por el profe sobre como calcular el campo eléctrico debido a un sistema de cargas puntuales, los vistes?


    Campo eléctrico creado por dos cargas

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 11/12/19

    Tienes los valores de las cargas puntuales y de los puntos en los cuáles están ubicadas:

    q1 = 5*10-7 C, ubicada en el punto: A(0,3),

    q2 = 15*10-7 C, ubicada en el punto: B(0,-3);

    y también tienes el punto en estudio: P(6,0).

    Luego, para la primera carga, planteas la expresión del vector posición del punto P con respecto al punto A, y queda:

    u = AP = < 6-0 , 0-3 > = < 6 , -3 >, cuyo módulo es: |u| = √(45), y cuyo vector unitario tiene la expresión: U = u/|u|;

    luego, planteas la expresión del módulo del campo eléctrico en el punto en estudio, y queda:

    |E1| = k*q1/|u|2 = 9*109*5*10-7/[√(45)]2 = 102 N/C;

    luego, planteas la expresión vectorial del campo eléctrico, y queda:

    E1|E1|*U = 102*u/|u| = 102*< 6 , -3 >/√(45) = < 600/√(45) , -300/√(45) > N/C (1).

    Luego, para la segunda carga, planteas la expresión del vector posición del punto P con respecto al punto B, y queda:

    v = BP = < 6-0 , 0-(-3) > = < 6 , 3 >, cuyo módulo es: |v| = √(45), y cuyo vector unitario tiene la expresión: V = v/|v|;

    luego, planteas la expresión del módulo del campo eléctrico en el punto en estudio, y queda:

    |E2| = k*q2/|v|2 = 9*109*15*10-7/[√(45)]2 = 3*102 N/C;

    luego, planteas la expresión vectorial del campo eléctrico, y queda:

    E2 = |E2|*V = 3*102*v/|v| = 3*102*< 6 , 3 >/√(45) = < 1800/√(45) , 900/√(45) > N/C (2).

    Luego, planteas la expresión vectorial del campo eléctrico resultante en el punto en estudio, y queda:

    E = E1 + E2, sustituyes ls expresiones vectoriales señaladas (1) (2), y queda:

    E = < 600/√(45) , -300/√(45) > + < 1800/√(45) , 900/√(45) >, resuelves la suma vectorial, y queda:

    E = < 2400/√(45) , 600/√(45) > N/C;

    luego, planteas la expresión del módulo del campo eléctrico resultante, y queda:

    |E| = √(136000) N/C ≅ 368,782 N/C;

    luego, planteas la expresión de la tangente del ángulo determinado por el campo resultante, con la dirección horizontal y sentido hacia la derecha según tu figura, y queda:

    tanθ = [600/√(45)]/[2400/√(45)] = 1/4, luego compones con la función inversa de la tangente, y queda:

    θ  14,036° ≅ 0,078π rad.

    Espero haberte ayudado.

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    María
    el 9/12/19

    alguien sabe hacer el 12?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 9/12/19

    a)

    Observa que el campo eléctrico tiene módulo constante, y que su dirección y sentido son los que corresponden al eje OX positivo, por lo que tienes que sus superficies equipotenciales son planos perpendiculares al eje OX y, por lo tanto paralelos al plano OYZ.

    b)

    Observa que el punto P pertenece a la superficie equipotencial cuya ecuación es: x = 2 (en metros),

    y observa que el punto Q pertenece a la superficie equipotencial cuya ecuación es: x = 6 (en metros),

    por lo que tienes que la diferencia de potencial entre el punto P (inicial) hasta el punto Q (final) queda expresada:

    ΔVPQ E*ΔxPQ = E*(xP - xQ) = 500*(2 - 6) = 500*(-4) = -2000 V.

    c)

    Luego, planteas la expresión de la diferencia de potencial en función del módulo del campo eléctrico y de la distancia entre las superficies equipotenciales, y queda:

    ΔV21 =  E*Δx21, expresas a la diferencia de potencial en función de los potenciales que tienes en tu enunciado, y queda:

    V2 - V1 = E*Δx21, divides por E en ambos miembros, y luego despejas:

    Δx21 = (V2 - V1)/E, reemplazas datos, y queda:

    Δx21 = (20 - 10)/500 = 10/500 = 0,02 m.

    Espero haberte ayudado.

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    María
    el 9/12/19

    alguien sabe hacer el 23?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 10/12/19

    Vamos con una orientación.

    Tienes los datos:

    M = 103 Kg (masa del satélite),

    h = 300 Km = 0,3*106 m (altura orbital del satélite),

    RT = 6370 Km = 6,37*106 m (radio de la Tierra),

    MT = 5,98*1024 Kg (masa de la Tierra),

    G = 6,67*10-11 N*m2/Kg2 (constante de gravitación universal);

    luego, planteas la expresión del radio orbital del satélite, y queda:

    R = RT + h = 6,37*106 + 0,3*106 = 6,67*106 m.

    a)

    Planteas la expresión del módulo de la fuerza de atracción gravitatoria que la Tierra ejerce sobre el satélite, y queda:

    F = G*MT*M/R2 (1), y observa que dicha fuerza es la única que está aplicada sobre el satélite; luego, aplicas la Segunda

    Ley de Newton, y queda la ecuación:

    G*MT*M/R2 = M*aR, divides en ambos miembros por M, y luego despejas:

    aR = G*MT/R2, que es la expresión del módulo de la aceleración radial del satélite;

    luego, sustituyes la expresión del módulo de la aceleración radial en función de la rapidez lineal y del radio orbital del satélite, y queda:

    v2/R = G*MT/R2, multiplicas por R en ambos miembros, y luego despejas:

    v = √(G*MT/R), que es la expresión de la rapidez lineal del satélite;

    luego, sustituyes la expresión de la rapidez lineal en función del radio orbital y del periodo orbital del satélite, y queda:

    2π*R/T = √(G*MT/R), y de aquí despejas:

    T = 2π*R/√(G*MT/R), que es la expresión del periodo orbital del satélite.

    Luego, queda que reemplaces valores en las expresiones remarcadas y hagas los cálculos.

    b)

    Planteas la expresión de la energía mecánica del satélite cuando está a punto de ser lanzado (observa que es solo energía potencial gravitatoria), y queda:

    EMi = -G*MT*M/RT (1);

    luego, planteas la expresión de la energía mecánica orbital, y queda:

    EM = -G*MT*M/R + (1/2)*M*v2 (2).

    Luego, planteas la expresión de la variación de energía mecánica, y queda:

    EM - EMi = -G*MT*M/R + (1/2)*M*v2 - (-G*MT*M/RT) = G*MT*M*(1/RT - 1/R) + (1/2)*M*v2,

    y tienes que esta última expresión corresponde al trabajo realizado para colocar al satélite en su órbita:

    W = G*MT*M*(1/RT - 1/R) + (1/2)*M*v2,

    y solo queda que reemplaces valores en esta última expresión remarcada y hagas el cálculo.

    Espero haberte ayudado.

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    María
    el 9/12/19

    alguien sabe hacer el 16?

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    Raúl RC
    el 10/12/19

    Hola María, por favor, intenta adjuntar una foto vertical donde se pueda apreciar el enunciado completo ;)

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 11/12/19

    Por favor, agrega la figura a la que hace referencia el enunciado para que podamos ayudarte.

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