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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Pedro Estrada
    el 2/8/19

    Hola, alguien me puede ayudar con el siguiente problema, lo he intentado resolver pero mi respuesta no es correcta he intentado hallar el error pero no lo encuentro, adjunto una imagen de mis operaciones.

    Problema: Un objeto se encuentra atado a un resorte que vibra con un movimiento armónico simple como el descrito en la imagen, t representa el tiempo y x la posición, encuentre la máxima velocidad para este movimiento.

    De antemano gracias. 

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    Francisco Javier
    el 2/8/19

    Esta bien, solo te falta que sustituyas el valor del periodo presente en la gráfica.

    Esta mas que claro que T = 2*to viendo el gráfico.

    Entonces:

    vmax. = (2*π*A)/(T) = (2*π*A)/(2*to

    vmax. = (π*A)/(to

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    intento aprender
    el 1/8/19

    me puede alguien echar un cable con el apartado b. gracias.

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    Francisco Javier
    el 2/8/19

    Todo el sistema esta en equilibrio. Por lo tanto, este problema se resuelve aplicando la primera ley de newton. 

    Del sistema cuerda-masa colocada a la derecha del todo de la imagen podemos realizar un análisis de fuerza vertical sencillo.

    De este análisis sale que la tensión de la cuerda es igual al peso del bloque: 

    ∑Fy = 0   →   T - w = 0   →   T = w = 1 kp

    Ahora haciendo el análisis de fuerza vertical en la polea tenemos que: 

    2*T + T*Sin(45º) - F = 0

    Y despejando para "F": 

    F = 2*T + T*Sin(45º)

    F = 2*1 + 1*Sin(45º)

    F = 2.7071 kp

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    intento aprender
    hace 1 semana, 3 días

    Hola Francisco, repasando el problema hay algo que no entiendo: yo he planteado el dibujo , y a la hora de dibujar el angulo, pues no consigo entender porque calcula el sen de 45,no tendria que calcular el valor del lado y mediante el coseno?  ...

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    Emmanuel Chelini
    el 31/7/19

    Hola, me pueden ayudar? Gracias.



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    Francisco Javier
    el 1/8/19

    Asignamos como objeto "A" a la esfera de 300 kg. 

    Asignamos como objeto "B" a la esfera de 200 kg. 

    Usaremos el sub-indice "i" para designar todo lo que ocurra antes del choque.

    Usaremos el sub-indice "f" para designar todo lo que ocurra después del choque. 

    Empezamos el problema determinando la velocidad máxima que alcanza la esfera "A" justo antes de chocar con la esfera "B". 

    Esto lo determinamos aplicando la conservación de la energía entre los puntos "x" y "y". 

    El punto "x" seria el lugar donde se suelta inicialmente la esfera "A". En este punto hay solo energía potencial y no hay cinética (vx = 0). 

    El punto "y" seria el lugar donde la esfera "A" esta justo por chocar la esfera "B". En este punto hay solo energía cinética y no hay potencial (hy = 0). 

    Recordamos que la energía cinética (K) y potencial (U) la determinamos respectivamente con las siguientes formulas: 

    K = 0.5*m*v2 

    U = m*g*h

    Donde "m" es masa, "v" la velocidad, "g" la gravedad y "h" la altura. 

    La energía mecánica se define como la suma de la energía cinética y potencial en un punto: 

    E = K + U

    Entonces  con esto ya somos capaces de escribir las expresiones para la energía mecánica en los puntos "x" y "y":

    Ex = Kx + Ux = 0.5*mA*vx2 + mA*g*hx 

    Para encontrar la altura "hx" hay que aplicar un poco de trigonometría. 

    Determinamos el cateto adyacente (CA) del péndulo respecto a su posición inicial: 

    Cos(θ) = CA/L 

    Donde "L" es la longitud de la cuerda. Despejando para "CA": 

    CA = L*Cos(θ) 

    Finalmente para obtener la altura en el punto "x" debemos restar el cateto adyacente a la longitud de la cuerda: 

    hx = L - L*Cos(θ) = L*[1 - Cos(θ)]

    Reemplazando ahora esta altura en la energía mecánica en "x": 

    Ex = 0.5*mA*vx2 + mA*g*L*[1 - Cos(θ)] = 0.5*300*02 + 300*9.81*15*[1 - Cos(30º)] = 5 914.31 J 

    Hacemos lo mismo para el punto "y": 

    Ey = Ky + Uy = 0.5*mA*vy2 + mA*g*hy = 0.5*300*vy2 + 300*9.81*0 = 150*vy2 

    Ahora igualando las expresiones de energía mecánica en "x" y "y" (conservación de energía) hallamos la velocidad en "y": 

    5 914.31 = 150*vy2    →    vy = 6.2792 m/s

    Esta velocidad máxima es la que tendrá la esfera "A" justo antes de chocar con la esfera "B". 

    vy = vAi = 6.2792 m/s

    Una vez calculada esta velocidad, hacemos el calculo de la altura para cada caso. 

    Caso #1: Choque elástico 

    Si se trata de un choque elástico, las esferas "A" y "B" después del choque dejan el sitio de colisión con diferentes velocidades y dirección. 

    En este caso, solo nos interesaría la velocidad de la esfera "B" después del choque. 

    Planteamos la velocidad de la esfera "B" después del choque (omitiendo demostración): 

    vBf = [(2*mA)/(mA + mB)]*vAi + [(mB - mA)/(mA + mB)]*vBi 

    Como la esfera "B" esta inicialmente en reposo, vBi = 0. Entonces: 

    vBf = [(2*mA)/(mA + mB)]*vAi = [(2*300)/(300+200)]*6.2792 = 7.5350 m/s

    Finalmente, aplicamos conservación de energía nuevamente para hallar la altura máxima que alcanza la esfera "B". 

    0.5*mB*vBf2 = mB*g*hmax. 

    0.5*vBf2 = g*hmax. 

    0.5*7.53502 = 9.81*hmax. 

    hmax. = 2.8938 m

    Caso #2: Choque inelastico

    Si se trata de un choque inelastico, las esferas "A" y "B" después del choque quedan unidas con una misma velocidad. 

    Planteamos la velocidad en común para las esferas (omitiendo demostración):

    vf = (mA*vAi + mB*vBi)/(mA + mB)

    Como la esfera "B" esta inicialmente en reposo, vBi = 0. Entonces: 

    vf = (mA*vAi)/(mA + mB) = (300*6.2792)/(300+200) = 3.7675 m/s

    Finalmente, aplicamos conservación de energía nuevamente para hallar la altura máxima que alcanza la esfera "B". 

    0.5*(mA + mB)*vf2 = (mA + mB)*g*hmax. 

    0.5*vf2 = g*hmax. 

    0.5*3.76752 = 9.81*hmax. 

    hmax. = 0.7234 m

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    Pedro Estrada
    el 31/7/19

    Hola me pueden ayudar con el siguiente ejercicio, lo he intentado pero no puedo calcular la temperatura para así calcular el cambio de la energía interna sólo he podido calcular el trabajo realizado por el gas. 

    Un gas ideal monoatomico se expande de 100cm³ a 200 cm³ a una presión constante de 1x10⁵Pa. Calcule el cambio en la energía interna del gas 

    Gracias 

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    Francisco Javier
    el 1/8/19

    Si se trata de un proceso adiabático  puedes igualar la variación de la energía interna al trabajo del sistema. 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 1/8/19

    Vamos con una precisión.

    Planteas la ecuación general de estado para gases ideales, y queda:

    p*ΔV = n*R*ΔT, y de aquí despejas:

    ΔT = p*ΔV/(n*R) (1).

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

    ΔU = n*Cv*ΔT (2), aquí sustituyes la expresión señalada (1), simplificas, y queda:

    ΔU = Cv*p*ΔV/R (3).

    Luego, planteas la expresión de la variación de calor (recuerda que el proceso es isobárico, ya que la presión es constante), y queda:

    ΔQ = n*Cp*ΔT (4).

    Luego, planteas la ecuación correspondiente al Primer Principio de la Termodinámica, y queda:

    ΔQ = ΔU + ΔW, sustituyes las expresiones señaladas (4) (2), y queda:

    n*Cp*ΔT = ΔU + n*Cv*ΔT, restas n*Cv*ΔT en ambos miembros, extraes factores comunes en el primer miembro, y queda:

    n*(Cp - Cv)*ΔT = ΔU, aplicas la relación entre calores específicos para gases ideales (Cp - Cv = R), y queda:

    n*R*ΔT = ΔU, sustituyes la expresión señalada (1) en el tercer factor del primer miembro, y queda:

    n*R*p*ΔV/(n*R) = ΔU, aquí simplificas, y luego despejas:

    ΔU = p*ΔV, que es la igualdad que señala el colega Francisco Javier;

    luego, sustituyes la expresión de la variación de volumen, y queda:

    ΔU = p*(Vf - Vi), reemplazas valores (observa que empleamos unidades internacionales), y queda:

    ΔU = 1*105*(2*10-4 - 1*10-4), resuelves, y queda:

    ΔU = 10 J.

    Espero haberte ayudado.

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    Gregory Leon
    el 30/7/19

    Ayúdenme ¡Por Favor!
    Dos partículas, A y B son lanzadas simultáneamente. Si las Velocidades de A y B se diferencian en 5 m/s ¿Luego de qué tiempo estarán en una misma línea horizontal? ​

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    Raúl RC
    el 30/7/19

    Lo tienes resuelto en este enlace

     https://brainly.lat/tarea/12611769

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 1/8/19

    Planteas las ecuaciones de movimiento vertical para ambos móviles (consideramos un sistema de referencia con eje de posiciones OY vertical con sentido positivo hacia arriba, con origen de coordenadas a nivel del punto de lanzamiento de los móviles, y con instante inicial: ti = 0 correspondiente al lanzamiento de los mismos), cancelas términos nulos, y queda:

    yA = vA*t - (1/2)*g*t2,

    yB = vB*t - (1/2)*g*t2;

    luego, restas miembro a miembro (observa que tienes cancelaciones), extraes factor común, y queda:

    yA - yB = (vA - vB)*t;

    luego, planteas la condición de posiciones iguales para los móviles (yA = yB, y observa que ésta condición implica la anulación del primer miembro de la ecuación), y queda:

    0 = (vA - vB)*t, 

    divides por (vA - vB) en ambos miembros, y queda:

    0 = t,

    por lo que puedes concluir que los dos móviles tendrán la misma posición solamente en el instante de lanzamiento.

    Espero haberte ayudado.

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    Joaquin Aguirre
    el 28/7/19

    Hola unicoos necesito ayuda con este ejercicio de sólido rigido. Gracias 

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    Raúl RC
    el 30/7/19

    Joaquin te recomiendo esta serie de vídeos previos, te ayudarán en tu resolución, te dejamos el trabajo a ti, ánimo! ;)


    Palancas

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    Trollcence Lopez
    el 28/7/19

    Me pueden ayudar con este problema por favor, intente atacarlo pero no logre llegar a nada contundente: Un bote cruza un rio con una rapidez de 3 m/s . Convence a tus compañeros de clase de que, si el rio fluye a 4 m/s, la rapidez del bote en relacion con ribeta es de 5 m/s.

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    Raúl RC
    el 30/7/19

    aplicando teorema de pitágoras (ya que se forma un triángulo rectangulo con las velocidades)

    52=32+42

    25=25

    Demostrado.

    Tienes este vídeo aún así 

    https://www.youtube.com/watch?v=oz5Mwh4_Co4

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    Fabian
    el 25/7/19

    ¿Alguien me puede ayudar con ésta pregunta?

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    Raúl RC
    el 30/7/19

    plantea la ley de conservacion del momento lineal:

    Pi=Pf

    m1·v1+m2·v2=m1·v1'+m2·v2'

    m1·v1=m1·v1'+m2·v2'

    m1·v1-m1·v1'=m2·v2'

    Despejando v2' considerando que m2>>m1

    v2'=0

    opcion c) diria yo


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    Edgar Palacios
    el 25/7/19
    flag

    Un movil parte del reposo y acelera durante 45 segundos recorriendo una distancia de 1800m.

    A)cuál es la aceleración del móvil?

    B) Que velocidad final alcanza a los 45 segundos ?

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    Raúl RC
    el 30/7/19

    Tienes muchos vídeos de MRUA, los vistes?


    Movimiento rectilineo uniformemente acelerado

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 6/8/19

    Considera un sistema de referencia con eje OX con dirección y sentido positivo acordes al desplazamiento del móvil, con instante inicial: ti = 0 y posición inicial: xi = 0 correspondientes a la partida del móvil.

    Luego, planteas las ecuaciones tiempo-posición y tiempo-velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:

    x = vi*t + (1/2)*a*t2,

    v = vi + a*t,

    cancelas términos nulos (recuerda que el móvil parte desde el reposo), y queda:

    x = (1/2)*a*t2,

    v = a*t;

    luego, tienes el instante en estudio: t = 45 s, tienes la posición final x = 1800 m, reemplazas estos valores en las ecuaciones, y queda:

    1800 = (1/2)*a*452,

    v = a*45,

    resuelves coeficientes en ambas ecuaciones, y queda:

    1800 = (2025/2)*a (1),

    v = 45*a (2).

    A)

    De la ecuación señalada (1) despejas:

    a = 2*1800/2025, resuelves, y queda:

    a = (16/9) m/s2 ≅ 1,778 m/s2.

    B)

    Reemplazas el valor remarcado en la ecuación señalada (2), y queda:

    v = 45*(16/9), resuelves, y queda:

    v = 80 m/s.

    Espero haberte ayudado.

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    Alba
    el 25/7/19

    Buenas!

    Si una bala que sale por la boca de un arma a 250 m/s ha de chocar contra un blanco
    situado a 100 m de distancia y a la misma altura que el arma, ésta debe apuntar a un
    punto por encima del blanco. ¿Qué distancia debe haber entre el blanco y ese punto?


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