Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Juanita Perez
    el 12/12/18

    Buenas, no acabo de entender como se hacen los ejercicios de cuerpos en contacto ( dinamica). Por ejemplo: Dos bloques A y B, de 4kg y 2kg de masa respectivamente, se encuentran yuxtapuestos y apoyados en una superficie horizontal. Se ejerce una fuerza horizontal sobre el bloque A, el cual empuja a su vez al bloque B, que está en contacto con él. El conjunto experimenta una aceleración de 2 m/s al cuadrado como consecuencia de la fuerza aplicada. ¿Qué fuerza soporta cada bloque? SOL: 12N y 4N, respectivamente. 

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    Raúl RC
    el 13/12/18

    Si durante el movimiento de las masas se mantienen juntas, se pueden considerar una única partícula de masa mA+mB . Las dos masas se mueven con la misma aceleración, por lo que la Segunda Ley de Newton nos dice que para obtener la fuerza neta sobre cada masa

    FA=mA·a=(mA/(mA+mB)·F siendo la fuerza aplicada sobre el conjunto de ambas masas, con lo cual la primera masa soporta la fuerza F del conjunto de ambas  masas unidas:

    F=(mA+mB)·a=12 N

    Con lo cual:

    FB=(mB/(mA+mB)·F =4 N

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    Gustavo Landín Murillo
    el 12/12/18

    Necesito ayuda con esta pregunta: Una bola de billar de masa 160 g que se mueve horizontalmente a una velocidad de 1,5 m / s choca frontalmente contra una segunda bola de billar de masa 162 g que está en reposo. Como resultado del impacto, las dos bolas se mantienen unidas moviéndose en la misma dirección y sentido que la bola 1 inicialmente.

    La pregunta es: Calcular la velocidad que salen las 2 bolas después del choque. Lo que he hecho ha sido la formula de m1 x v1+ m2 x v2 = m1 x vf1 +m2 x vf2 , pero al sustitur los datos hay algo mal que hago y en vf1 no se si sería negativa pero en ese caso me salen resultados absurdos.

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    Raúl RC
    el 13/12/18

    El problemas que has tenido es que si las bolas permanecen juntas despues del choque tendrás una colision inelástica, en ella se cumple que:

    m1·v1+m2·v2=(m1+m2)·vf

    0,16·1,5+0=0,322·vf=>vf=0,745 m/s

    Mejor?

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    Rocio Redero Conde
    el 12/12/18

    Por favor me podéis ayudar con estas preguntas?

    1.- Necesitamos diseñar un ciclotrón capaz de acelerar protones hasta que su energía cinética alcance 30MeV. ¿Cuál ha de ser su radio si el campo magnético que podemos emplear es de 5T?Calcular la frecuencia.Datos. e=1,6x10∧-19C,m protón=1,67x10∧-27kg,1eV=1,6x10∧-19.

    2.-Dos hilos indefinidos y paralelos están separados una distancia d y transportan corrientes de intensidad I=5A en el mismo sentido. Determinar la distancia d para que la fuerza por unidad de longitud entre ellos sea de 10∧-5Nm∧-1.

    Gracias.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/12/18

    1)

    A partir de la expresión de la energía cinética:

    (1/2)*M*v2 = EC, 

    puedes despejar:

    v = √(2*EC/M) (*).

    Planteas la expresión del módulo de la fuerza de origen magnético que actúa sobre el protón, y queda:

    F = q*v*B (1);

    luego, aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes la ecucación:

    F = M*acp (2);

    luego, igualas las expresiones señaladas (1) (2), y queda:

    q*v*B = M*acp,

    sustituyes la expresión del módulo de la aceleración centrípeta, y queda:

    q*v*B = M*v2/R,

    multiplicas en ambos miembros por R, divides en ambos miembros por q*v*B, y queda:

    R = M*v / (q*B), 

    aquí sustituyes la expresión del módulo de la velocidad lineal del protón señalada (1), y queda:

    R = M*( √(2*EC/M) ) / (q*B)

    y solo queda que reemplaces valores y hagas el cálculo.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/12/18

    2)

    Planteas la expresión del módulo del campo magnético producido por uno de los cables sobre un punto del otro cable, y queda:

    B = μ0*I / (2π*d) (1).

    Planteas la expresión del módulo de la fuerza magnética aplicada sobre un punto del segundo cable por acción del campo magnético producido por el primer cable, y queda:

    F = I*L*B,

    divides en ambos miembros por L, y la expresión de la fuerza aplicada por unidad de longitud queda:

    F/L = I*B (2).

    Luego, sustituyes la expresión señalada (2) en la ecuación señalada (1), y queda:

    F/L = μ0*I2 / (2π*d),

    multiplicas en ambos miembros por d, divides en ambos miembros por (F/L), y queda:

    d = μ0*I2 / ( 2π*(F/L) ),

    y solo queda que reemplaces valores y hagas el cálculo.

    Espero haberte ayudado.

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    DIEGO
    el 12/12/18

    Alguien me puede resolver este problema?

    Un cuerpo de 20kg se lanza por un plano horizontal con una velocidad inicial de 15m/s. El cuerpo recorre una distancia de 30m hasta que se para a causa del fregamiento. Calcula la fuerza de fregamiento entre el cuerpo y el plano.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/12/18

    Observa que sobre el cuerpo, y en la dirección de su desplazamiento, actúa solamente la fuerza de rozamiento, luego aplicas la Segunda Ley de Newton y tienes la ecuación:

    -fr = M*a, de donde puedes despejar: a = -fr/M (1).

    Luego, planteas la ecuación velocidad-desplazamiento de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:

    v2 - vi2 = 2*a*(x - xi),

    reemplazas datos: v = 0 (velocidad final), xi = 0 (posición inicial), y queda:

    -vi2 = 2*a*x,

    de aquí despejas:

    a = -vi2/(2*x) (2).

    Luego, igualas las expresiones señaladas (1) (2), y queda:

    -fr/M = -vi2/(2*x),

    multiplicas por -M en ambos miembros, y queda:

    fr = M*vi2/(2*x),

    reemplazas datos: M = 20 Kg, vi = 15 m/s, x = 30 m, y queda:

    fr = 20*152/(2*30), resuelves, y queda:

    fr = 75 N, que es el módulo de la fuerza de rozamiento.

    Espero haberte ayudado.

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    Adri Berna
    el 12/12/18


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/12/18

    a)

    Planteas las expresiones del coeficiente angular para el primer péndulo, y queda:

    ω1√(g/L), aquí elevas al cuadrado en ambos miembros, y queda: ω12 = g/L (1);

    ω1 = 2π/T1, aquí elevas al cuadrado en ambos miembros, y queda: ω12 = 4π2/T12 (2);

    luego, igualas las expresiones señaladas (1) (2), y queda:

    g/L = 4π2/T12, y de aquí despejas: T12 = 4π2*L/g (3).

    Planteas las expresiones del coeficiente angular para el segundo péndulo, y queda:

    ω2 = √(g/(2*L)), aquí elevas al cuadrado en ambos miembros, y queda: ω22 = g/(2*L) (4);

    ω2 = 2π/T2, aquí elevas al cuadrado en ambos miembros, y queda: ω22 = 4π2/T22 (5);

    luego, igualas las expresiones señaladas (1) (2), y queda:

    g/(2*L) = 4π2/T22, y de aquí despejas: T22 = 8π2*L/g (6).

    Luego, divides miembro a miembro entre las ecuaciones señaladas (3) (6), simplificas,y queda:

    T12/T22 = 1/2, aquí multiplicas por 2*T22 en ambos miembros, y queda:

    2*T12 =  T22;

    luego, sustituyes la relación entre los periodos de los péndulos que tienes en tu enunciado: T1 = T2 - 1 s, y queda:

    2*(T2 - 1)2 =  T22, desarrollas el primer miembro, y queda:

    2*T22 - 4*T2 + 2 =  T22, restas T22 en ambos miembros, y queda:

    T22 - 4*T2 + 2 = 0,

    que es una ecuación polinómica cuadrática, cuyas soluciones son:

    a1)

    T2 = ( 2-√(2) ) s ≅ 0,586 s, que corresponde a: T1( 2-√(2) ) - 1 = ( 1-√(2) ) s ≅ -0,414 s, que no tiene sentido para este problema;

    a2)

    T2 = ( 2+√(2) ) s ≅ 3,414 s, que corresponde a: T1 = ( 2+√(2) ) - 1 ( 1+√(2) ) s ≅ 2,414 s, que sí tiene sentido para este problema.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/12/18

    b)

    Planteas la ecuación de equilibrio para el primer caso, y tienes:

    kA*ΔyA = M*g (1).

    Planteas la ecuación de equilibrio para el segundo caso, y tienes:

    kB*ΔyB = M*g (2).

    Luego, igualas las expresiones señaladas (1) (2), y queda:

    kA*ΔyA = kB*ΔyB (3).

    Luego, tienes la relación entre las constantes elásticas de los muelles:

    kA = 3*kB (4);

    luego, sustituyes la expresión señalada (4) en la ecuación señalada (3), y queda:

    3*kB*ΔyA = kB*ΔyB,

    divides en ambos miembros por kB, y queda:

    3*ΔyA = ΔyB,

    por lo que tienes que el estiramiento del muelle B es el triple del estiramiento del muelle A.

    Espero haberte ayudado.

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    Ismael G.R.
    el 12/12/18

    Similar a lo anterior, me gustaría que si me ayudaran con este último ejercicio, verificando si los resultados que tengo están bien o no y de ser posible señalar cual error tuve, se los agradecería...


    2.- Una partícula se mueve con aceleración angular constante, describiendo una circunferencia de radio r = 4,5[m] en sentido anti-horario. Parte del reposo desde el punto A(r,0) y completa la primera vuelta en t = 3[s].

    Determine:

    (a) Aceleración angular de la partícula.

    (b) Tiempo que emplea en describir un ángulo 3pi/2 (equivalente a 270°) a partir del reposo.

    (c) Vector velocidad tangencial expresado en términos de vectores unitarios i y j cuando la partícula ha descrito un ángulo igual a pi (180°).

    (d) Cantidad de vueltas que ha dado la partícula cuando ha transcurrido 10[s].


    Desarrollo:


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/12/18

    Observa que la partícula se desplaza con Movimiento Circular Uniformemente Acelerado, y observa que tienes los datos iniciales (consideramos que el instante inicial es: ti = 0):

    θi = 0 (posición angular inicial),

    ωi = 0 (velocidad angular inicial),

    α = a determinar (aceleración angular;

    luego, planteas las ecuaciones tiempo-posición angular y tiempo-velocidad angular, y queda:

    θ = θi + ωi*t + (1/2)*α*t2,

    ω = ωi + α*t;

    luego, reemplazas datos, cancelas términos nulos, resuelves coeficientes, y queda:

    θ = (1/2)*α*t2 (1),

    ω = α*t (2).

    a)

    Observa que tienes los datos:

    t = 3 s, θ = 2π rad,

    reemplazas valores en las ecuaciones señaladas (1) (2), resuelves coeficientes, y queda:
    2π = (9/2)*α, y de aquí despejas: α = 4π/9 rad/s2 (aceleración angular);

    θ = (2π/9)*t2 (1*),

    ω = (4π/9)*t (2*).

    b)

    Observa que tienes los datos:

    t = a determinar, θ = 3π/2 rad,

    reemplazas valores en las ecuación señalada (1*), resuelves coeficientes, y queda:

    3π/2 = (2π/9)*t2, de aquí despejas: t = √(27)/2 s (instante en que el móvil ha recorrido tres cuartos de giro).

    c)

    Observa que tienes los datos:

    t = a determinar, θ = π, ω = a determinar,

    reemplazas valores en las ecuaciones señaladas (1*) (2*), resuelves coeficientes, y queda:

    π = (2π/9)*t2, de aquí despejas: t = 3√(2)/2 s (instante en que el móvil ha recorrido medio giro),

    ω = (4π/9)*t, reemplazas el valor anterior, resuelves, y queda: ω = 2√(2)π/3 rad/s (velocidad angular);

    luego, planteas la expresión del módulo de la velocidad tangencial en función de la velocidad angular y del radio de la trayectoria, y queda:

    v = r*ω, reemplazas el valor del radio que tienes en tu enunciado r = 4,5 m = 9/2 m), y el valor de la velocidad angular que tienes calculado, resuelves, y queda: v = 3√(2)π m/s;

    luego, como el giro es antihorario, y el móvil ha recorrido medio giro (haz un gráfico para que puedas visualizar la situación), y observa que la dirección de la velocidad tangencial es paralela al eje OY, con sentido acorde al semieje OY negativo, por lo que la expresión cartesiana del vector velocidad tangencial en este instante queda:

    V = < 0 , -3√(2)π > = 0i - 3√(2)πj.

    d)

    Observa que tienes los datos:

    t = 10 s, θ = a determinar,

    reemplazas valores en la ecuación señalada (1*), resuelves, y queda:

    θ = (200π/9) rad (posición angular del móvil a los diez segundos de haber partido);

    luego, expresas esta posición angular en términos de giros (recuerda 1 giro = 2π rad), y queda:

    θ = (200π/9) / (2π) = 100/9 giros 11,111 giros.

    Espero haberte ayudado.

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    Ismael G.R.
    el 12/12/18

    Gracias Antonio me sirvió demasiado y entendí cual fue mi error. De ser posible me serviría demasiado si puedes revisar el ejercicio anterior a este que subí, saludos y gracias.

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    Juanfran Garcia Abad
    el 12/12/18
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    Hola tengo dudas en el 24 y 25 me lo podéis explicar paso a paso

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    Raúl RC
    el 13/12/18

    Ya se te explicó en un post anterior

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    Juanfran Garcia Abad
    el 14/12/18

    Pero no el 24

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    Pablo Sánchez Pérez
    el 11/12/18

    Este es el enunciado de la foto pasada anteriormente, quisiera saber su procedimiento:

    En el sistema de la figura, dos masas m1 de 1 kg y m2 de 2 kg están unidas por una cuerda ideal que pasa por una polea tal como muestra la figura. Esta polea está formada por una llanta de metal de 4 kg de masa y espesor muy pequeño, sostenida por dos varillas en cruz, de 600 g cada una y 20 cm de longitud. Se necesita que, partiendo del reposo, la masa m2 baje 1 m en el primer segundo de movimiento. Calcula: a) el momento

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    Raúl RC
    el 11/12/18

    El procedimiento para resolver el problema es tener en cuenta el momento de inercia de la polea. Respecto a este tema el profe grabó, como excepción algunos vídeos sobre momentos de inercia que seguro te sirven, pero lamento no poder ayudarte más pues de momento unicoos solo aborda mayormente niveles de secundaria y bachiller, espero lo entiendas.

    Espero otro unico se anime y te eche una mano, un saludo ;)


    Momento de inercia

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    Pablo Sánchez Pérez
    el 11/12/18


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    Raúl RC
    el 11/12/18

    Te contesto en el otro post ;)

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    Andres
    el 11/12/18

    Hola, algien me podria resolver este problema porfavor  

    Una locomotora, que tiene una masa de 70000kg, arrastra por una via horizontal  dos vagones de masas 20000kg y 10000kg respectivamente. Despreciando el rozamiento cpn la vía, calcula la fierza con la que actúa la locomotora y las tensiones entre los enganches de los vagones cuando arranca con una aceleración de 1,5 m/s².

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    Raúl RC
    el 11/12/18

    El profe ya grabó un vídeo sobre este aspecto, lo viste?

    https://www.youtube.com/watch?v=VwIMW5ggbAc

    Ánimo!

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