Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Sergi Alabart Castro
    el 8/6/19

    ¿Alguien me puedevexplicar estos dos?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 8/6/19

    6)

    Tienes la expresión de la fuerza en función del tiempo:

    F(t) = 96 - 800t (en N).

    Tienes el valor de la masa del plato:

    M = 90 g = 0,09 Kg.

    Luego, a partir de la Segunda Ley de Newton, planteas la expresión de la función aceleración, y queda:

    a(t) = F(t)/M, reemplazas expresiones, y queda:

    a(t) = (96 - 800t)/0,09, distribuyes el denominador, resuelves coeficientes, y queda:

    a(t) = 3200/3 - (80000/9)t (en m/s).

    Luego, planteas a la aceleración en función de la velocidad y del tiempo, y queda la ecuación diferencial:

    dv/dt = a(t), sustituyes la expresión de la aceleración, separas variables, y queda:

    dv = ( 3200/3 - (80000/9)t )*dt, integras en ambos miembros, resuelves coeficientes, y queda:

    v(t) = (3200/3)t - (40000/9)t2 + C (1),

    que  es la expresión general de la función velocidad;

    luego, tienes la condición inicial (observa que el plato parte desde el reposo):

    v(0) = 0, sustituyes la expresión señalada (1) evaluada en el primer miembro, y queda:

    (3200/3)0 - (40000/9)02 + C = 0, resuelves términos, cancelas los términos nulos, y queda:

    C = 0;

    luego, reemplazas este valor en la expresión de la velocidad señalada (1), cancelas el término nulo, y queda:

    v(t) = (3200/3)t - (40000/9)t2 (2).

    Luego, como tienes que el instante en estudio corresponde al momento en que la fuerza se anula, entonces puedes plantear la ecuación:

    F(t) = 0, sustituyes la expresión de la fuerza en el primer miembro, y queda:

    96 - 800t = 0, y de aquí despejas:

    t = 96/800 = 0,12 s;

    luego, evalúas la expresión de la función velocidad señalada (2) para este instante, y queda:

    v(0,12) = (3200/3)0,12 - (40000/9)0,122, resuelves términos, y queda:

    v(0,12) = 128 - 64 = 64 m/s.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 8/6/19

    7)

    Establece un sistema de referencia con eje de posiciones OX con dirección y sentido positivo acordes al desplazamiento inicial del auto.

    Luego, planteas las expresiones de su velocidad inicial y de su velocidad final (presta atención a sus sentidos), y queda:

    vi = 72 Km/h = 72*1000/3600 = 20 m/s,

    vf = -18 Km/h = -18*1000/3600 = -5 m/s.

    Luego, con los valores de las velocidades, y el valor del intervalo de tiempo empleado en pasar de la velocidad inicial a la final (Δt = 0,25 s) que tienes en tu enunciado, planteas la expresión de la aceleración media, y queda:

    a = (vf - vi)/Δt, reemplazas valores, y queda:

    a = (-5 - 20)/0,25, resuelves, y queda:

    a = -100 m/s2, cuyo signo expresa que su sentido es contrario al desplazamiento inicial del auto.

    Luego, con el valor de la masa de la persona (M = 70 Kg) que tienes en tu enunciado, y el valor de la aceleración media, planteas la expresión de la fuerza media aplicada sobre la persona, y queda:

    F = M*a, reemplazas valores, y queda:

    F = 70*(-100), resuelves, y queda:

    F = -7000 Ncuyo signo expresa que su sentido es contrario al desplazamiento inicial del auto.

    Espero haberte ayudado.

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    Sergi Alabart Castro
    el 9/6/19

    ¿Qué  significa la C en el primer ejercicio?

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    Sergi Alabart Castro
    el 9/6/19

    ¿Cómo has pasado de 80000 a 40000 en el primero?


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    Sergi Alabart Castro
    el 8/6/19



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    Antonio Silvio Palmitano
    el 8/6/19

    Establece un sistema de referencia con eje OX con dirección y sentido positivo acordes al desplazamiento inicial de la pelota.

    Luego, planteas las expresiones de las velocidades inicial y final (presta atención a sus sentidos), y queda:

    vi = 28 m/s,

    vf = -42 m/s;

    luego, con el valor del intervalo de tiempo empleado para variar la velocidad de la pelota (Δt = a determinar), planteas la expresión de la aceleración media, y queda:

    a = (vf - vi)/Δt reemplazas valores, resuelves el numerador, y queda:

    a = -70/Δt (1) (en m/s2).

    Luego, con el valor de la fuerza media aplicada sobre la pelota (presta atención a su sentido): F = -140 N, y el valor de la masa de la pelota: M = 145 g = 0,145 Kg, aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes que la expresión de la aceleración queda:

    a = F/M, reemplazas valores, y queda:

    a = -140/0,145, resuelves, y queda:

    a = -28000/29 m/s2;

    luego, reemplazas este último valor en la expresión de la aceleración señalada (1), y queda:

    -28000/29 = -70/Δt, y de aquí despejas:

    Δt = 70*29/28000, resuelves y queda:

    Δt = 0,0725 s = 72,5 ms.

    Luego, con el valor de la fuerza media aplicada y del intervalo de tiempo empleado, planteas la expresión del impulso aplicado sobre la pelota, y queda:

    J = F*Δt, reemplazas valores, y queda:

    J = -140*0,0725, resuelves, y queda:

    J = -10,15 N*s, y observa que su signo negativo indica que su sentido es opuesto al desplazamiento inicial de la pelota.

    Luego, planteas las expresiones de las cantidades de movimiento inicial y final, y queda:

    pi = M*vi = 0,145*28 = 4,06 Kg*m/s,

    pf = M*vf = 0,145*(-42) = -6,09 Kg*m/s;

    luego, planteas la expresión de la variación de la cantidad de movimiento de la pelota, y queda:

    Δp = pf - pi, reemplazas valores, y queda:

    Δp = -6,09 - 4,06 = -10,15 Kg*m/s, y observa que su signo negativo indica que su sentido es opuesto al desplazamiento inicial de la pelota.

    Espero haberte ayudado.

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    Cristina
    el 8/6/19

    Cuál será la temperatura final tras mezclar 200 g de hielo a -10°C con 0'5Kg de agua a 40°C

    Cómo se resolvería este problema ultilizando las formulas del calor.gracias

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    Luis Andrés Mariño
    el 8/6/19

    - Calor cedido por el agua líquida = + Calor absorbido por el hielo    (equilibrio)    


    El calor absorbido por el hielo tiene dos fases: en la 1ª fase se derrite el hielo, una vez se haya fundido y convertido en agua líquida, se podrá calcular la temperatura final en la 2ª fase.    

     

    Datos: 


    cagua = 4180 J/kg · K                            chielo = 2090 J/kg · K                       ΔHfusión hielo = 334 000 J/kg 


    Tinicial agua40°C = 313 K                      Tinicial hielo= - 10°C = 263 K                          0°C = 273 K

       


    - magua · cagua · (Tf agua - Ti agua) = mhielo · chielo · (Tf hielo - Ti hielo) + mhielo · ΔHfusión hielo + magua · cagua · (Tf agua - Ti agua


    - 0,5 · 4180 · (Tf agua - 313) = 0,2 · 2090 · (0 - 263) + 0,2 · 334 000 + 0,5 · 4180 · (Tf agua - 273) 


    Haciendo las operaciones, te queda:


    - 4180 · Tf agua = - 1 267 874


    Tf agua = 303,31 K = 30,31°C



    Espero haberte ayudado :)





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  • Usuario eliminado
    el 8/6/19

    Buenas tardes, ¿cómo se haría el siguiente problema?


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    Andres
    el 9/6/19

    Para el a) el campo debe ser igual a V/d, estoy seguro. En b) creo que el campo en la superficie es maximo y disminuye conforme te acerques al centro. Osea que es cero y en c)  creo que debes calcular la carga que tendran las placas con Q = CV y luego reemplazar esta carga con la expresion de potencial en la superficie. Espero te sirva

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    Débora
    el 8/6/19

    buenas noches! les dejo aquí un ejercicio para saber si está bien hecho o no (mas que nada formulas, cifras significativas y demás)

    Desde ya gracias infinitas

    "Calcular el ERROR RELATIVO PORCENTUAL, en la medida del volumen  de un prisma de: 32,52cm x 13cm x 17.2cm "

    Procedimiento:

    [1] calculo el volumen del prisma: 7271.47cm3 ---> Valor Real

    [2] Por mis datos, considero DOS cifras significativas por lo tanto, volumen del prisma es: 7300cm3 ---> Valor Aproximado

    [3]  Error Absoluto= Ι valor real - valor aproximado Ι

           EA = Ι 7271.47cm^3  -  7300cm^3 Ι  ==> 28.53cm^3

    [4] Error Relativo Porcentual= (EA / valor real)*100%

        ERP=(28.53/7271.47)*100= 0.39%

    ((mi duda radica que el profesor, toma al error relativo porcentual como= (100/7300)*100= 1.36% y la verdad estoy confundida.

    GRACIAS NUEVAMENTE

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    Raúl RC
    el 13/6/19

    Aprovecharía para preguntarle a tu profesor el por qué lo calcula de esa manera. Porque por las expresiones que utilizas no veo nada incorrecto, nos cuentas ;)

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    Uriel Dominguez
    el 8/6/19

    Esta bien hecho? 

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    Francisco Javier
    el 8/6/19

    Perfecto, Uriel. 

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    Giank
    el 7/6/19

    ¿Me ayudan con este ejercicio?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 7/6/19

    Observa que el patinador (designamos con M1 a su masa) ejerce sobre su compañera una fuerza cuya dirección es horizontal, con sentido hacia la izquierda según tu figura, cuyo módulo designamos con F,

    y por lo tanto tienes que la patinadora se desplaza hacia la izquierda.

    Luego, aplicas la Tercera Ley de Newton,

    y tienes que la patinadora (designamos con M2 a su masa) ejerce sobre su compañero una fuerza horizontal, con sentido hacia la derecha según tu figura, cuyo módulo es también F,

    y por lo tanto tienes que el patinador se desplaza hacia la derecha..

    Luego, aplicas la Segunda Ley de Newton para la patinadora, y queda:

    F = M2*a2 = 45*2 = 90 N, que es el módulo de las fuerzas horizontales que se ejercen mutuamente los patinadores.

    Luego, aplicas la Segunda Ley de Newton para el patinador, y queda:

    F = M1*a1, y de aquí despejas: a1 = F/M1 = 90/60 = 3/2 = 1,5 m/s2, que es el módulo de la aceleración del patinador.

    Luego, puedes concluir que la cuarta opción de tu solucionario es la respuesta correcta.

    Espero haberte ayudado.

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    Roxanna Leon
    el 7/6/19

    Necesito ayuda con este problema de vectores por favor

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    Raúl RC
    el 7/6/19

    Debes igualar componente a componente:

    (3+m, b-2)+(2, b)= (6, 4)+2(2-3m, b-2)

    Centrándonos en la componente X:

    3+m+2=6+4-6m =>7m=5 =>m=5/7

    Centrándonos en la componente Y:

    b-2+b=4+2b-4 =>b=-2 

    Mejor? ;)

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    Manuel Alejandro
    el 7/6/19
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    Algun unicoos que me puede salvar, no se ni como empezar este problema

    Un intercambiador de flujo cruzado consta de 40 tubos de pared delgada de 1 cm de diámetro ubicados en un ducto con sección transversal de 1m x 1m. No se tienen aletas sujetas a los tubos. Entra agua fría (cp = 4180 J/kg-K) a los tubos a 18 ºC con una velocidad promedio de 3 m/s (cada tubo), en tato que al canal entra aire caliente (cp = 1010 J/kg-K) a 130 ºC y 105 kPa, a una velocidad remedio de 12 m/s. Si el coeficiente de transferencia de calor total (U) es 130 W/m2-ºC, determine las temperaturas de salida de ambos fluidos y la razón de transferencia de calor.

    Le estaria eternamente agradecido

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    Raúl RC
    el 7/6/19

    Hola Manuel, lamento no poder ayudarte pero no resolvemos dudas universitarias que no tengan que ver específicamente con los vídeos ya grabados por el profe, como excepción. Lo siento de corazón 

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    Francisco Javier
    el 8/6/19

    Empezamos determinamos las capacidades caloríficas "C" tanto del aire como del agua. 

    Recordemos que:

    C = fm*cp 

    Donde "fm" es el flujo másico. Dicho flujo másico lo podemos hallar (tanto para aire y agua) aplicando la siguiente ecuación:

    fm = v*A*ρ

    Donde "v" es la velocidad, "A" es el área transversal y "ρ" la densidad del fluido. 

    Entonces para el aire tenemos que: 

    fmaire = vaire*Aducto*ρaire 

    Del enunciado:

    Aducto = 1*1 = 1 m2 

    Suponiendo condiciones de gas ideal para el aire:

    ρaire = (Paire)/(R*Taire

    Donde R = 0.287 kJ/kg*K

    Reemplazando: 

    ρaire = (105)/[0.287*(130+273)] = 0.9078 kg/m3 

    Fíjate que hay que pasar la temperatura a un valor de escala absoluta antes de operar. 

    Finalmente, el flujo másico de aire seria: 

    fmaire = 12*1*0.9078 = 10.8936 kg/s

    Ahora hacemos lo mismo para el agua. Tenemos que: 

    fmagua = vagua*Atubo*ρagua 

    Del enunciado: 

    Atubo = (π*d2)/4 = {π*[1*(1/100)]2}/4 = 7.8540x10-5 m2 

    ρagua = 998.4 kg/m3 (@18ºC)

    Entonces tenemos que el flujo másico seria: 

    fmagua = 3*7.8540x10-5*998.4 = 0.2352 kg/s

    Sin embargo, este flujo de agua seria el que pasa solo por un tubo.

    Para determinar el flujo de agua total debemos multiplicar por la cantidad de tubos que hay (40 tubos).

    fmagua = 40*0.2352 = 9.408 kg/s

    Teniendo los flujos másicos, podemos ahora calcular las capacidades caloríficas.

    Caire = fmaire*cp(aire) = 10.8936*1010 = 11002.5 W/K

    Cagua = fmagua*cp(agua) =  9.408*4180 = 39325.4 W/K

    Empleando el método de la efectividad (NTU), tenemos que la máxima transferencia de calor en este intercambiador seria de: 

    Qmax. = ε*Cmin.*(Taire-in - Tagua-in)

    Donde para nuestro caso: 

    Cmin. = Caire = 11002.5 W/K

    Y los valores de temperatura de entrada los conocemos tanto para al aire y el agua. 

    Lo único que nos falta saber es el valor de "ε" que vendría siendo un factor adimensional que brinda la efectividad de transferencia. 

    Para nuestro caso, tenemos un intercambiador de calor tipo flujo cruzado, con Cmin mezclaco (el aire) y Cmax. no mezclado (el agua).

    Con estas condiciones, el valor de efectividad se determina con: 

    ε = 1 - exp{- [1/c]*(1 - exp(-c*NTU))}

    Donde "c" es la relación de capacidades y "NTU" es el numero de unidades de transferencia. El "exp" quiere decir exponencial. 

    Estos dos parámetros antes mencionados se determinan con las siguientes ecuaciones: 

    c = Cmin./Cmax. 

    NTU = (U*As)/Cmin. 

    De estas ecuaciones sabemos todo con excepción del área superficial (de contacto) de los tubos. De geometría sabemos que dicha área seria: 

    As = 40*π*d*L = 40*π*1*(1/100)*1 = 1.2566 m2 

    Fíjate que multiplicamos nuevamente esta área por los 40 tubos para obtener el área de contacto total.

    Entonces: 

    U*As = 130*1.2566 = 163.358 W/ºC

    NTU = 163.358/11002.5 = 0.0149

    c = 11002.5/39325.4 = 0.2798

    Reemplazando para la efectividad: 

    ε = 1 - exp{- [1/0.2798]*(1 - exp(-0.2798*0.0149))} = 0.0148

    La máxima transferencia de calor seria entonces: 

    Qmax. = ε*Cmin.*(Taire-in - Tagua-in) = 0.0148*11002.5*(130 - 18) = 18237.7 W

    Qmax. = 18237.7 W

    Y este sera el valor de transferencia de calor entre el agua y el aire.

    Qmax. = Qagua = Qaire 

    Sabiendo que: 

    Qagua = fmagua*cp(agua)*(Tagua-out - Tagua-in)

    Qaire = fmaire*cp(aire)*(Taire-in - Taire-out

    De estas ecuaciones conocemos todo menos las temperaturas de salida para el agua y el aire. 

    Finalmente, reemplazando y desarrollando damos por concluido el problema.

    Qagua = fmagua*cp(agua)*(Tagua-out - Tagua-in)

    18237.7 = 9.408*4180*(Tagua-out - 18)

    Tagua-out = 18.4638 ºC

    Qaire = fmaire*cp(aire)*(Taire-in - Taire-out

    18237.7 = 10.8936*1010*(130 - Taire-out)

    Taire-out = 128.342 ºC

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    Uriel Dominguez
    el 7/6/19

    Qué tal, que libro me recomendarían para estática? 

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    Andres
    el 7/6/19

    Mecánica Vectorial para Ingenieros: Estática

    El mejor que hay por experiencia propia! Lo encuentras facil en digital por Internet

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