Foro de preguntas y respuestas de Física

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  • fabianicon

    fabian
    el 7/10/18

    Hola tengo dudas con este ejercicio

    Un reptil camina en linea recta sobre el eje x con la dirección positiva hacia la derecha. La ecuación de la posición de la tortuga en función del tiempo es:

    x(t) = 50 cm + (2 cm/s)t -(0.0625 cm/s2) t 2

    a) Determine velocidad inicial, posición inicial y aceleración inicial del reptil

    b) En que instante el reptil tiene velocidad cero?

    c) Cuanto tiempo después de ponerse en marcha el reptil regresa al punto de partida

    d)En que instantes el reptil esta a una distancia de 10 cm de su punto de partida

    e) Que velocidad (magnitud y dirección) tiene el reptilen cada uno de esos instantes?


    Lo que he hecho

    a) Para obtener la posición inicial basta reemplazar t=0 en x(t) quedando 50 cm la posición inicial. Por otro lado para obtener la velocidad inicial debemos derivar x(t)  y reemplazar en t= 0 resultando v(t) =2 + 0.125 t , reemplzando t=0 resulta v (inicial) = 2 cm/s. La aleración basta derivar la velocidad resultando a= 0.125 cm/s2 


    Los otros apartados no se me ocurre que hacer


    De antemano muchas gracias

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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 7/10/18

    a)

    Observa que la aceleración es: a = -0.125 cm/s2.

    b)

    Planteas la expresión de la función velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado, reemplazas los valores de la velocidad inicial y de la aceleración, y queda:

    v(t) = 2 - 0.125*t;

    luego, planteas la condición de velocidad nula (v(t) = 0), y tienes la ecuación:

    2 - 0.125t = 0, resuelves esta ecuación, y queda:

    t = 16 s.

    c)

    Planteas la condición de posición inicial (x(t) = 50 cm), y tienes la ecuación:

    50 + 2t - 0.0625t2 = 50, restas 50 en ambos miembros, y queda:

    2t - 0.0625t2 = 0, extraes factor común, y queda:

    t*(2 - 0.0625t) = 0; luego, por anulación de una multiplicación, tienes dos opciones:

    t = 0, que es el instante inicial,

    2 - 0,0625t = 0, de donde puedes despejar:

    t = 32 s, que es el instante en que el reptil alcanza nuevamente su posición inicial.

    d)

    Planteas la condición para la posición indicada, y tienes la ecuación:

    50 + 2t - 0.0625t2 = 10, restas 10 en ambos miembros, ordenas términos, y queda:

    -0.0625t2 + 2t + 40 = 0, que es una ecuación polinómica cuadrática, que puedes resolver y considerar su solución positiva.

    e)

    Solo tienes que evaluar la expresión de la función velocidad en los instantes indicados.

    Espero haberte ayudado.





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    fabianicon

    fabian
    el 7/10/18

    Muy claro muchas gracias. En el apartado e me complica calcular la velocidad ya que es un vector y no sabría como calcular su magnitud y dirección. Por lo que entendi debo evaluar por ejemplo en el instante en que tiene velocidad cero que corresponde  a los 16 segundos en la función v(t) = 2-0.125t resultando v(16) = 2 - 0.125 (16) = 0 (obviamente 0) pero como calculo la magnitud y dirección 

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    Fernando Alfaroicon

    Fernando Alfaro
    el 7/10/18

    En un movimiento rectilíneo, el sentido de los vectores esta dado por el signo.

    "dirección positiva hacia la derecha".  Establecido el marco de referencia, en este caso los valores que resulten con signo positivo estarán direccionados hacia la derecha, y los valores que resulten negativos direccionados hacia la izquierda.

    En cuanto a la magnitud (o el modulo) tienes que calcular el valor numérico de v en los instantes indicados.

    En el caso en que v = 0, la magnitud del vector es 0 y un vector de magnitud 0 no tiene dirección.

    Mas claro ahora?



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    Fernando Alfaroicon

    Fernando Alfaro
    el 8/10/18

    Corrijo un detalle del apartado d) y voy con las respuestas concretas de e) a ver si logro despejarte toda duda en esto de modulo y dirección de vectores en una dimensión.


    En el apartado d) Antonio iguala la ec de posición a 10, pero eso da como resultado el tiempo que demora en llegar a 10 cm de el origen y la pregunta es tiempos a 10cm del punto de partida. Su punto de partida no es el origen, es 50cm del origen. por lo tanto hay que igualar la ec de posición a 40cm y a 60cm

    x(t) = 50 + 2t - 0.0625t2 = 60  =>  -10 + 2t - 0.0625t² = 0   => t = 6.2s  y t = 25.8s 

    x(t) = 50 + 2t - 0.0625t2 = 40  =>   10 + 2t - 0.0625t² = 0   => t = 36.4s


    Apartado e) Cuando se trabaja con vectores que pertenecen todos a la misma recta, como es el caso de un movimiento rectilíneo, signos opuestos indican vectores de sentidos opuestos. Cuando se establece un convenio, por ejemplo "dirección positiva hacia la derecha", lo dicho en la respuesta anterior.

    Ahora,  v(t) = 2 - 0.125*t. Determinar modulo y dirección de v en: t =16 s, t =32 s,  t =6.2s, t =25.8s y t =36.4s

    Me salteo la aritmética.

    v(16) = 0         => Modulo: 0  Dirección: no tiene dirección.           v(32) = -2            = > Modulo: 2  Dirección: hacia la izquierda.

    v(6.2) = 1.225 => Modulo: 1.225  Dirección: hacia la derecha.      v(25.8) = -1.225 => Modulo: 1.225  Dirección, hacia la izquierda.

    v(36.4) = -2.25 => Modulo 2.25  Dirección: hacia izquierda.


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  • Telmiyoicon

    Telmiyo
    el 7/10/18

    Hola buenas, quiero que alguien me ayude a argumentar y razonar un ejercicio:

    El momento de Inercia de una particula es con respecto al eje elegido?. Y el de un sistema de particulas discreto?

    Gracias.


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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 7/10/18

    La respuesta a tu primera pregunta es Sí, y la expresión del momento de inercia de la partícula con respecto a un eje (O) tiene la expresión:

    IO = M*r2 (observa que es la expresión de una magnitud escalar, y que su unidad de medida internacional es: Kg*m2),

    donde M es la masa de la partícula, y r2 es la longitud del segmento de recta perpendicular al eje O, con extremos en el punto en el cuál está ubicada la masa y en el punto de intersección de dicha recta con el eje de giros.

    Luego, para un sistema de partículas, tienes que el momento de inercia total es igual a la suma algebraica de los momentos de inercia individuales de las partículas.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 7/10/18

    Errata: la magnitud del segmento de recta perpendicular al eje O, con extremos en el punto en el cuál está ubicada la mas y el punto de intersección de dicha recta con el eje de giros es: r.

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  • fabianicon

    fabian
    el 7/10/18

    Hola tengo dudas con este ejercicio

    Una partícula se mueve a lo largo del eje x de acuerdo con la ecuación x(t) = 3t2 +2t + 3 m , donde t esta en segundos

    Determine:

    a. La rapidez promedio entre t=2s y t=3s

    b. La rapidez instantánea en t=2s y t=3s

    c.  La aceleración promedio entre t=2 s y t= 3 s

    d. La aceleración instantánea en t= 2 s y t= 3 s


    Lo que he hecho:

    b) Debemos derivar la posición para obtener la rapidez. v = 6t + 2 .  Por lo tanto la rapidez en t = 2 es 14 m/s,  y en t= 3 es 20 m/s

    d) debemos derivar la rapidez para obtener la aceleración. a = 6 que seria el valor de la aceleración instantanea en todo momento por lo cual en  t= 2 s y t= 3 s la aceleración es 6 m/s2

    el a y el c no lo se hacer


    De antemano muchas gracias

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    Fernando Alfaroicon

    Fernando Alfaro
    el 7/10/18

    Por rapidez promedio supongo que se refiere a rapidez media, y por aceleración promedio a aceleración media.


    La velocidad media es:  vm = Δx/Δt    y   la aceleración media: am = Δv/Δt 


    x(2) = 12 + 4 + 3 = 19   y   x(3) = 27 + 6 + 3 = 19

    vm = Δx/Δt  = (36-19)/(3-2) = 17 m/s


    Y de los datos que tu ya calculaste, am = Δv/Δt = (20-14)/(3-2) = 6 m/s².  Como debe ser, ya que la aceleración es constante y en ese caso el  valor medio y el instantáneo coinciden.



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  • AINOA DE LOS DOLORES GOMEZ MATISOVAicon

    AINOA DE LOS DOLORES GOMEZ MATISOVA
    el 6/10/18
    flag

    Necesito ayuda: La distancia entre los centros de dos masas M1 y M2 esféricas y homogéneas de

    radios R1 y R2 respectivamente es de 30 R2. Determina la relación entre lasdensidades de las dos esferas sabiendo que el punto sobre el que ejercen la mismafuerza gravitatoria se encuentra en 20R2 de M1. Dato: R1 = 10 R2O1O2 se encuentra a 20R2 de O1. Dato: R1=10R2

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    Raúl RCicon

    Raúl RC
    el 8/10/18

    Por favor, adjunta el enunciado original, muchas veces cuando lo transcribís aquí ponéis datos confusos como por ejemplo "R1 = 10 R2O1O2 "

    Gracias

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    AINOA DE LOS DOLORES GOMEZ MATISOVAicon

    AINOA DE LOS DOLORES GOMEZ MATISOVA
    el 8/10/18


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  • Johan Salvatierraicon

    Johan Salvatierra
    el 6/10/18
    flag

    ¿Alguien puede ayudarme con este problema? 

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    Davidicon

    David
    el 10/10/18

    Calcula la energía potencial a 120 km de altura y a 300 km de altura. Y réstalas. Nada más. 

    Te falta como dato el radio del planeta. Porque la altura es la suma de el radio del planeta más la altura...

    Revisa estos vídeos..  Gravitación Universal

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  • David Zuritaicon

    David Zurita
    el 6/10/18

    No logro averiguarlo. Gracias!


    Un objeto realiza un movimiento circular de radio 9m partiendo del reposo al tiempo t = 0 s, con aceleración angular α = 1/3 rad / s ^ 2. El módulo de la aceleración total del objeto al tiempo t = 2 s vale:



    SOL: 5 m / s ^ 2

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    Fernando Alfaroicon

    Fernando Alfaro
    el 7/10/18

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  • leonardoicon

    leonardo
    el 6/10/18
    flag

    - no soy capaz de razonarlo, espero que me podáis ayudar por favor

    La figura representa una lámpara encendida, situada a una altura 2H sobre el suelo. La varilla AB de longitud H gira uniformemente con velocidad angular ω partiendo de la vertical. Hállese la velocidad de la sombra del extremo B de la varilla

    a) cuando forma 45º con el suelo

    b) cuando contacta con el suelo

    Solución: a) v= 8Hω(√2 -1)/(4-√2)2 ; b) v =-Hω/ 2                                         

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    Raúl RCicon

    Raúl RC
    el 8/10/18

    Hola! Me encantaría ayudarte, pero no respondemos dudas universitarias que no tengan que ver específicamente con los videos que ya ha grabado como excepcion el profe. O de otras asignaturas que no sean matemáticas, física y química. Lo siento de corazón… Espero lo entiendas

    Unicoos llega exclusivamente hasta secundaria y bachillerato

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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 8/10/18

    Establece un sistema de referencia con origen de coordenadas en el punto A, eje OX horizontal con sentido positivo hacia la derecha según la imagen, con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, y con instante inicial: ti = 0 correspondiente al momento en que la varilla se encuentra en posición vertical.

    Luego, tienes los datos:

    Longitud de la varilla: H,

    Módulo del desplazamiento angular de la varilla con respecto al eje OY: ωt.

    Luego, tienes que la expresión del punto genérico B en función del ángulo girado por la varilla es:

    B( H*sen(ωt) , H*cos(ωt) ) (1).

    Luego, tienes para la recta inclinada que pasa por el punto B que tienes en tu imagen:

    Ordenada al origen: 2H,

    y puedes designar:

    Abscisa al origen: u,

    y observa que u es la componente horizontal de la posición de la sombra que proyecta el extremo de la barra;

    y, luego, planteas la ecuación cartesiana segmentaria para esta recta, y queda:

    x / u + y / 2H = 1,

    sustituyes las coordenadas del punto B, cuya expresión está señalada (1), y queda:

    H*sen(ωt) / u + H*cos(ωt) / 2H = 1,

    simplificas el segundo término, y queda:

    H*sen(ωt) / u + cos(ωt) / 2 = 1,

    restas cos(ωt) / 2 en ambos miembros, y queda:

    H*sen(ωt) / u = 1 -  cos(ωt) / 2,

    extraes denominador común en el segundo miembro, y queda:

    H*sen(ωt) / u = ( 2 -  cos(ωt) ) / 2,

    multiplicas por 2u en ambos miembros, y queda:

    2H*sen(ωt) = u*( 2 -  cos(ωt) ),

    divides por ( 2 -  cos(ωt) ) en ambos miembros, y queda

    2H*sen(ωt) / ( 2 -  cos(ωt) ) = u,

    escribes esta ecuación tal como la lees de derecha a izquierda, y queda:

    u = 2H*sen(ωt) / ( 2 - cos(ωt) ),

    que es la expresión de la posición de la sombra del extremo de la varilla en función del tiempo;

    luego, derivas con respecto al tiempo (observa que debes aplicar la regla de una división de funciones), y la velocidad queda expresada:

    v = [ 2ωH*cos(ωt)*( 2 - cos(ωt) ) - 2ωH*sen(ωt)*sen(ωt) ] / ( 2 -  cos(ωt) )2,

    distribuyes el primer término en el numerador, reduces factores semejantes en el segundo término del numerador, y queda:

    v = [ 4ωH*cos(ωt) - 2ωH*cos2(ωt) - H*sen2(ωt) ] / ( 2 -  cos(ωt) )2,

    extraes factor común en el numerador, y queda:

    v = 2ωH*[ 2*cos(ωt) - cos2(ωt) - sen2(ωt) ] / ( 2 -  cos(ωt) )2,

    extraes factor común entre los dos últimos términos del agrupamiento del numerador, y queda:

    v = 2ωH*[ 2*cos(ωt) - ( cos2(ωt) + sen2(ωt) ) ] / ( 2 -  cos(ωt) )2,

    aplicas la identidad trigonométrica fundamental (o pitagórica) en el segundo término del agrupamiento del numerador, y queda:

    v = 2ωH*[ 2*cos(ωt) - 1 ] / ( 2 -  cos(ωt) )2.

    a)

    Tienes el valor del desplazamiento angular: ωt = 45°, reemplazas este valor, y queda:

    v = 2ωH*[ 2*cos(45°) - 1 ] / ( 2 -  cos(45°) )2,

    reemplazas los valores exactos de las expresiones trigonométricas, y queda:

    v = 2ωH*[ 2*(2)/2 - 1 ] / ( 2 -  (2)/2 )2,

    simplificas en el primer término del agrupamiento del numerador, extraes denominador común y distribuyes la potencia en el denominador principal, y queda:

    v = 2ωH*[ (2) - 1 ] / ( 4 -  (2) )2/4,

    resuelves la división principal, y queda:

    v = 8ωH*[ (2) - 1 ] / ( 4 -  (2) )2.

    b)

    Observa que tienes el valor del desplazamiento angular: ωt = 90°, reemplazas este valor, y queda:

    v = 2ωH*[ 2*cos(90°) - 1 ] / ( 2 -  cos(90°) )2,

    reemplazas los valores exactos de las expresiones trigonométricas, y queda:

    v = 2ωH*[ 2*0 - 1 ] / ( 2 -  0 )2,

    resuelves y cancelas términos nulos, y queda:

    v = 2ωH*[ -1 ] / ( 2 )2,

    resuelves, simplificas, y queda:

    v = -ωH/2.

    Espero haberte ayudado.


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  • Alejandro Rochasicon

    Alejandro Rochas
    el 6/10/18

    Tengo problemas con este ejercicio


    Se han colocado dos cargas de 1µC y -9µC en (0,0) y en (3,0) respectivamente :

    a. Calcule el punto donde el vector campo es nulo

    b. Calcule el vector campo en (4,2)

    c. Que fuerza actuaria sobre una carga de 2µC situada en ese punto

    d. Calcule el trabajo para trasladar esa carga hasta (3,4)

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    Raúl RCicon

    Raúl RC
    el 8/10/18

    https://www.youtube.com/watch?v=mIEKYQrb9Ng


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  • Victor Gomezicon

    Victor Gomez
    el 6/10/18

    ¿Me podríais ayudar a plantear este problema?. Es que no sé por dónde empezar:


    se coloca un bloque de 3 kg encima de otro de 10kg, en un plano horizontal. el coeficiente de rozamiento cinetico entre este último bloque y el suelo es de 0,25. Sí sobre el bloque de 10 kg actúa una fuerza horizontal f, de 120 N, determina:

    a) ¿Que aceleracion adquiere el conjunto?

    b) ¿Qué fuerza provoca la aceleración del bloque que de 3 kilos?

    c) ¿cuál debe ser el valor mínimo del coeficiente de rozamiento estático entre ambos bloques para que el de 3 kilos no resbale?

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    Fernando Alfaroicon

    Fernando Alfaro
    el 7/10/18

    En principio te puedo ayudar en el apartado a


    Un bloque de 3 kg sobre un bloque de 10 kg es en definitiva, un bloque de 13 kg. A lo menos para el apartado a que pregunta la "aceleración del conjunto"

    Plantea las fuerzas que actúan en el eje horizontal x. Son la fuerza actuante Fa y la fuerza de rozamiento Fr, que siempre se opone al movimiento.

    Y las fuerzas que actúan en el eje vertical y son en peso P y la normal N

    El peso es P = mg = 13*(-9.8) = -127.4 N

    Por ser un plano horizontal, la normal es opuesta al peso, y de igual modulo (por ser plano horizontal!) = > N = 127.4 N

    En el eje horizontal actúan las fuerzas Fa = 120 N (dato) y Fr = µcN = 0.25*127.4 = 31.85 N

    ∑Fy = P + N = 127.4 - 127.4  = 0 = may => ay = 0 m/s²

    ΣFx = Fa - Fr = 120 - 31.85 = 88.15 = max =>  88.15 = 13ax => ax = 88.15/13 = 6.78 m/s²


    El apartado b no me queda muy claro, revisa si no hay algún error de transcripción.

    El apartado c por lo pronto te lo debo. Me dio un valor rarísimo, lo revisaré. O si alguien mas puede revisarlo se agradece.


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  • David Poyatosicon

    David Poyatos
    el 6/10/18

    Hola, como se plantearía la segunda parte del siguiente ejercicio que no se como hacerlo para proceder a resolverlo

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    Raúl RCicon

    Raúl RC
    el 8/10/18

    https://www.youtube.com/watch?v=mIEKYQrb9Ng



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