Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Candy Gordillo
    el 9/6/19

    Hola, para mi examen de recuperación por favor, necesito practicar este ejercicio de PRINCIPIO DE PASCAL

    Una prensa hidráulica cuyos pistones tienen 8cm2 y 800cm2 respectivamente de sección, se colocan 5kp sobre el émbolo pequeño. Calcula: a) la fuerza que habrá que colocar en el émbolo grande para devolver ambos pistones al mismo plano horizontal. b) el peso que habrá que colocar en el pistón pequeño para que descienda 0,60 cm. Muchas gracias.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 9/6/19

    Tienes los valores de las áreas de los pistones:

    A1 = 8 cm2 = 0,0008 m2,

    A2 = 800 cm2 = 0,08 m2.

    F1 = 5 KP = 5000 P.

    a)

    F2 = a determinar;

    luego, planteas la condición de equilibrio para la prensa hidráulica, y queda la ecuación:

    F2/A2 = F1/A1, multiplicas en ambos miembros por A2, y queda:

    F2 = F1*A2/A1, reemplazas valores, y queda:

    F2 = 5000*0,08/0,0008, resuelves, y queda:

    F2 = 500000 N.

    b)

    Considera que el nivel de referencia corresponde a la posición final del pistón pequeño, por lo que tienes que el pistón mayor se encuentra a una altura: h = 0,60 cm = 0,006 m;

    luego, planteas la condición de equilibrio (observa que la presión ejercida sobre el pistón pequeño debe equilibrar a la presión ejercida por la columna de agua que culmina en la base del pistón más grande, más la presión debida a la fuerza aplicada sobre el pistón mayor), y queda la ecuación:

    F1/A1 = δagua*g*h + F2/A2, aquí multiplicas en ambos miembros, por A1, y queda:

    F1 = (δagua*g*h + F2/A2)*A1, reemplazas valores (recuerda: δagua = 1000 Kg/m3, g = 9,8 m/s2), y queda:

    F1 = (1000*9,8*0,006 + 500000/0,08)*0,0008 = 5000,04704 N,

    y observa que si consideras que la fuerza aplicada sobre el pistón pequeño consignada en el inciso anterior sigue aplicada sobre él, entonces tienes que la fuerza adicional queda expresada:

    Fad = 5000,04704 - 5000 = 0,04704 N.

    Espero haberte ayudado.

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    Candy Gordillo
    el 11/6/19

    muchas gracias por tu ayuda!!!

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    Steven EL Batuta Rojas
    el 9/6/19

    1.       Un péndulo cónico con una masa de 3 kg cuelga de una cuerda ideal y gira en una circunferencia horizontal de 80 cm de radio con una velocidad angular de 2 rad/s. Calcular:

     

    a) El ángulo que la cuerda forma con la vertical                       a) (Resultado: θ = 18° 5' )                                          

                                     

    b) La tensión de la cuerda.                                                            b) t= 30,9 


    SOLO quiero los ejercicio como me sales este resultados

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    Raúl RC
    el 13/6/19


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    Steven EL Batuta Rojas
    el 9/6/19

    1.       Nuestro coche no arranca y tenemos que empujarlo hasta que alcance una velocidad de 20 km/h. Si su masa es de 1200 kg y conseguimos arrancarlo empujándolo durante 80 m en horizontal y desde el reposo, calcular:

     

      a) Su aceleración.                                               respuesta     a) 0,192

      b) La fuerza que hemos hecho si no hay rozamiento.    respuesta  b) f= 230,4

     

     solo quiero el ejercicio como me sales esto resultados 

     

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    Raúl RC
    el 13/6/19


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    Sergi Alabart Castro
    el 9/6/19

    En esta actividad el resultado me da 2.4N*s. Cómo puedo hacerla para que dé bien?

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    Raúl RC
    el 13/6/19

    La cantidad de movimiento no se conserva debido a que existen perdidas de energia debido a la deformación de la pelota y también pérdidas acústicas.

    Esto lo trató el profe en estos vídeos:


    Coeficiente de restitución


    En cuanto a tu problema has de tener en cuenta que la velocidad de vuelta es negativa:

    Δp=mv2-(-mv1)=m(v2+v1)=0,08·60=4,8N·s



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    Sergi Alabart Castro
    el 9/6/19
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    Raúl RC
    el 13/6/19

    Cual es la duda?

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    Eduardo
    el 9/6/19

    Hola 

    me podriais ayudar a resolver este problema que no soy capaz? 

    Muchas gracias! 

    Un saludo 




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    Raúl RC
    el 13/6/19


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    Steven EL Batuta Rojas
    el 9/6/19

    1.       Una masa de 20 kg reposa sin rozamiento sobre un plano inclinado 30° sobre la horizontal unida a un muelle que se alarga 24 cm al sujetarla. ¿Cuál es la constante elástica del muelle? respuesta : 163n/m 


    solo quiero el ejercicio como me sales este resultado


    2.-     Una masa de 100 kg está sujeta en reposo en una rampa con una inclinación de 20º. Calcule su aceleración si se deja suelta y no hay rozamiento. 

        Respuesta   a = 3,42 m/s2 

    solo quiero el ejercicio como sales este resultado


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    Francisco Javier
    el 9/6/19

    1) 

    Sumatoria de fuerzas en el eje paralelo al plano igual a cero (hay equilibrio).

    ∑F = 0

    Fr - m*g*Sin(θ) = 0

    Donde "Fr" es la fuerza del resorte y "m*g*Sin(θ)" es la componente del peso en este eje. 

    Despejando "Fr" tenemos que: 

    Fr = m*g*Sin(θ)

    Ahora, de la ley de hooke tenemos que: 

    Fr = k*x

    Donde "k" es la constante del resorte y "x" es la distancia de compresión o alargamiento. 

    Reemplazando el valor de "Fr" obtenido en la sumatoria de fuerzas: 

    m*g*Sin(θ) = k*x

    Despejando para "k": 

    k = [m*g*Sin(θ)]/x

    Pasando la distancia a unidades acordes al sistema internacional (SI):

    x = 24 cm*(1 m/100 cm) = 0.24 m

    Y finalmente reemplazando todos los datos en la ecuación de "k" damos con la respuesta. 

    k = [20*9.81*Sin(30º)]/0.24

    k = 408.75 N/m

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    Francisco Javier
    el 9/6/19

    2) 

    Sumatoria de fuerzas en el eje paralelo al plano igual a masa por aceleración (segunda ley de newton). 

    ∑F = m*a

    m*g*Sin(θ) = m*a

    Donde "m*g*Sin(θ)" es la componente del peso en este eje. 

    Despejando "a": 

    a = [m*g*Sin(θ)]/m = g*Sin(θ)

    Reemplazando los datos que tenemos en esta expresión damos con la respuesta. 

    a = 9.81*Sin(20º)

    a = 3.3552 m/s2 

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    Steven EL Batuta Rojas
    el 9/6/19

    1.       Un coche que estaba detenido en una rampa inclinada 20°, arranca y recorre 100 m en 20 s. Si suponemos que no hay rozamiento y la masa del coche es de 1200 kg, calcular

     

    a) La aceleración del coche.

    b) La fuerza que tiene que hacer el motor.

     

    Respuesta  a) a=0,5 y b) f= 4626 


    solo quiero el ejercicio como me sales esto resultados por favor


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    Francisco Javier
    el 9/6/19

    a.

    Aplicas la ecuación cinemática que brinda la distancia en función de la velocidad y el tiempo.

    x = vo*t + 0.5*a*t2 

    Como se parte del reposo, vo = 0.  Entonces: 

    x = 0.5*a*t2 

    Despejando "a": 

    a = (2*x)/t2 

    Y reemplazando los datos: 

    a = (2*100)/202 

    a = 0.5 m/s2 

    b. 

    Sumatoria de fuerzas en el eje paralelo al plano igual a masa por aceleración (segunda ley de newton). 

    ∑F = m*a

    Fmotor - m*g*Sin(θ) = m*a

    Despejando "Fmotor": 

    Fmotor = m*a + m*g*Sin(θ) = m*[a + g*Sin(θ)]

    Y reemplazando los datos: 

    Fmotor = 1200*[0.5 + 9.81*Sin(20º)]

    Fmotor = 4626.26 N

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    Leon S. Kennedy
    el 8/6/19

    Raul ya me vi el video pero no contemplan perdidas

    Lo que no entiendo realmente es el factor que me dan en las tuberias fL/D^5

    No se como usarlo. Si me podrian dar alguna idea al menos me ayudaria mucho



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    Francisco Javier
    el 9/6/19

    a.

    La expresión que nos brinda las perdidas por fricción en tuberías es: 

    hL = ƒ*(L/D)*(V2/2*g)

    Donde "ƒ" es el factor de fricción de darcy, "L" la longitud de la tubería, "D" el diámetro de la tubería, "V" la velocidad y "g" la gravedad. 

    Esta expresión la podemos expresar en función del caudal "Q" sabiendo que: 

    Q = V*A

    Donde "A" es el área de la tubería. Como son tuberías con sección circular, tenemos que: 

    A = (π*D2)/4

    Reemplazando esto en la ecuación del caudal y despejando para "V":

    Q = V*[(π*D2)/4]

    V = Q/[(π*D2)/4]

    Y reemplazando esta velocidad en la expresión de perdidas por fricción: 

    hL = ƒ*(L/D)*({Q/[(π*D2)/4]}2/2*g)

    hL = ƒ*(L/D)*({Q/[(π*D2)/4]}2/2*g)

    Trabajando matemáticamente esta expresión, nos queda que: 

    hL = [8/(π2*g)]*ƒ*(L/D5)*Q2 

    Y de aquí sale el factor ƒ*(L/D5). 

    Pasando el caudal en el tramo 3 a unidades acordes al sistema internacional (SI).

    Recordamos que: 1 m3/s = 15850 gpm

    Q3 = 804.81 gpm*[(1 m3/s)/(15850 gpm)] = 0.0508 m3/s

    Ahora, planteamos las perdidas en este tramo.

    hL(3) = [8/(π2*g)]*ƒ3*(L3/D35)*Q32 

    Reemplazando los datos encontramos las perdidas en este tramo. 

    hL(3) = [8/(π2*9.81)]*137.2821x103*0.05082 

    hL(3) = 29.2727 m

    b. 

    Asumimos un sentido a los caudales de los tres depósitos.

    Viendo la imagen pareciera que "Q1" debe bajar del deposito 1, "Q2" debe ir bajando del deposito 2 y "Q3" debe ir subiendo al deposito 3. 

    Al final nos daremos cuenta si esta suposición fue correcta. Esperemos que si.

    Aplicamos bernoulli entre los depósitos 3 y 2. Partimos del deposito 3 y llegamos al deposito 2.  Con este recorrido nos queda: 

    (P3/γ3) + (v32/2*g) + z3 = (P2/γ2) + (v22/2*g) + z2 - hL(3) - hL(2)  

    Fíjate que las perdidas tienen signo negativo debido a que van en sentido contrario al recorrido hecho. 

    Como los depósitos están abiertos a la atmósfera, las presiones en los depósitos 3 y 2 son iguales. Por lo tanto se cancelan.  

    Las velocidades en los depósitos 2 y 3 son aproximadamente cero en su superficie. 

    Dicho todo esto, nos queda: 

     z3 = z2 - hL(3) - hL(2)  

    Y de aquí despejamos las perdidas en el tramo 2. 

    hL(2) = z2 - hL(3) - z3 

    Reemplazando datos: 

    hL(2) = 75 - 29.2727 - 40

    hL(2) = 5.7273 m

    Planteando ahora las perdidas en el tramo 2: 

    hL(2) = [8/(π2*g)]*ƒ2*(L2/D25)*Q22 

    Reemplazando y despejando para "Q2":

    5.7273 = [8/(π2*9.81)]*200.2913x103*Q22 

    Q2 = 0.0186 m3/s

    Transformando a gpm: 

    Q2 = 0.0186 m3/s*[(15850 gpm)/(1 m3/s)]

    Q2 = 294.81 gpm

    Y según el sentido de los caudales asumidos, al aplicar una ecuación de nodo tenemos que: 

    Q1 + Q2 = Q3 

    Q1 = Q3 - Q2 

    Q1 = 804.81 - 294.81

    Q1 = 510.37 gpm 

    c. 

    La ecuación de la bomba ya la da el problema. Solo debemos reemplazar el caudal que pasa por este tramo, "Q1", en la ecuación de la bomba.

    Pasamos este caudal a unidades acordes al sistema internacional (SI). 

    Q1 = 510.37 gpm*[(1 m3/s)/(15850 gpm)] = 0.0322 m3/s

    Reemplazando en la ecuación de la bomba damos con su carga. 

    hB = [(64.654)/(0.0322) - 3501.95*0.0322]*0.0322 = 61.023 m

    Y aplicando la ecuación que nos brinda la potencia de la bomba damos por concluido el problema.

    WB = ρagua*Q1*g*hB 

    Recuerda que ρagua = 997 kg/m3 @25ºC

    Entonces:

    WB = 997*0.0322*9.81*61.023

    WB = 19.218 kW

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    Daniel Haro
    el 8/6/19

    Hola buenas tardes, tengo un ejercicio resuelto, el caso es que no entiendo cómo calcula la x o de donde la saca, muchas gracias

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 8/6/19

    Observa que han designado con x a la distancia que separa a las ciudades A y B, que es recorrida dos veces, una en ida y otra en vuelta, por lo que tienes que la distancia total recorrida es:

    xT = 2x (1),

    y observa que no tienes datos suficientes para determinar el valor exacto de la distancia entre las ciudades.

    Luego, observa que a partir de la ecuación de velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniforme, han planteado las expresiones de los intervalos de tiempo empleados en cada etapa, en función de la distancia recorrida y de la rapidez correspondiente:

    t1 = x/v1 = x/60 (en horas),

    t2 = x/v2 = x/40 (en horas);

    y observa que el intervalo de tiempo total queda expresado:

    tT = t1 + t2 = x/60 + x/40 = x(1/60 + 1/40) = x(5/120) = x/24 (en horas).

    Luego, planteas la expresión de la rapidez media recorrida en las dos etapas, y queda:

    vM = xT/tT = 2x/(x/24) = 2x*24/x = 2*24 = 48 Km*h-1.

    Espero haberte ayudado.

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