Foro de preguntas y respuestas de Física

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    TAMARA
    el 23/11/18

    hola a todos, me podrían dar una mano con este:

    Una partícula se mueve sobre una recta de modo que su aceleración es igual a 3 veces su velocidad. En t = 0 su desplazamiento desde el origen es 0,3m y su velocidad 0,45m/s. Calcule el tiempo transcurrido cuando el desplazamiento es de 3m. (R: t = 0,98s)

    Muchas gracias

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 23/11/18

    Tienes la relación entre aceleración y velocidad:

    a = 3*v, expresas a la aceleración como la derivada de la velocidad con respecto al tiempo, y queda:

    dv/dt = 3*v, separas variables, y queda:

    dv/v = 3*dt, integras en ambos miembros, y queda:

    ln(v) = 3*t + C (1), evalúas esta expresión para la condición inicial para la velocidad (t = 0, v = 0,45 m/s), y queda:

    ln(0,45) = 3*0 + C, cancelas el término nulo, y queda:

    ln(0,45) = C, reemplazas este valor en la ecuación señalada (1), y queda:

    ln(v) = 3*t + ln(0,45), restas ln(0,45) en ambos miembros, y queda:

    ln(v) - ln(0,45) = 3*t, aplicas la propiedad del logaritmo de una división, y queda:

    ln(v/0,45) = 3*t, compones en ambos miembros con la función inversa del logaritmo natural, y queda:

    v/0,45 = e3*t, multiplicas por 0,45 en ambos miembros, y queda:

    v = 0,45*e3*t, expresas a la velocidad como la derivada de la posición con respecto al tiempo, y queda:

    dx/dt = 0,45*e3t, separas variables, y queda:

    dx = 0,45*e3t*dt, integras en ambos miembros, y queda:

    x = 0,45*(1/3)*e3*t + D, resuelves el coeficiente, y queda:

    x = 0,15*e3*t + D (2), evalúas esta expresión para la condición inicial para la posición (t = 0, x = 0,3 m), y queda:

    0,3 = 0,15*e3*0 + D, resuelves el primer término en el segundo miembro, y queda:

    0,3 = 0,15 + D, restas 0,15 en ambos miembros, y queda:

    0,15 = D, reemplazas este valor en la ecuación señalada (2), y queda:

    x = 0,15*e3*t + 0,15, que es la expresión de la posición de la partícula como función del tiempo.

    Luego, reemplazas el valor de la posición en estudio (x = 3 m), y queda:

    3 = 0,15*e3*t + 0,15, restas 0,15 en ambos miembros, y queda:

    2,75 = 0,15*e3*t, divides por 0,15 en ambos miembros, y queda:

    20 = e3*t, compones en ambos miembros con la función inversa de la función exponencial natural, y queda:

    ln(20) = 3*t, divides por 3 en ambos miembros, y queda:

    ln(20)/3 = t, evalúas el primer miembro, y queda:

    0,998577 s ≅ t.

    Espero haberte ayudado.

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    Sol
    el 23/11/18
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    buenas tardes, me podrían dar una mano con el siguiente problema:

    Una ventana tiene una superficie de vidrio de 1,6x10³cm² y grosor 3mm.

    a)Encontrar la velocidad de transferencia de energía por conducción a través de este vidrio cuando la temperatura de la superficie interior del vidrio es de 70F y la temperatura exterior es de 90°F.

    b)Repetir para la misma temperatura interior y una temperatura exterior de 0°F

    K(vidrio)= 0,84j/ser m°c

    disculpen la molestia, gracias!


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    Raúl RC
    el 24/11/18

    Lamento no poder ayudarte pero no resolvemos dudas universitarias que no tengan que ver explicitamente con los videos que el profe ha grabado, sorry pero unicoos solo llega hasta bachiller. Un saludo

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 26/11/18

    Te paso la ecuación que necesitas para resolver el problema (observa que la conducción de energía en forma de calor es desde afuera hacia adentro de la habitación):

    ΔQ/Δt = vT = -K*A*(Ti-Te)/Δe.

    Luego, tienes los datos:

    A = 1,6*103 cm2 = 1,6*10-1 cm2 = 0,16 m2,

    Δe = 3 mm = 3*10-3 m = 0,003 m,

    K = 0,84 J/(s*m*°C),

    Te = 90 ° F = (90-32)*5/9 = 290/9 °C ≅ 32,222 °C,

    Ti = 70 ° F = (70-32)*5/9 = 190/9 °C ≅ 21,111 °C.

    Luego, solo queda que reemplaces valores y hagas el cálculo.

    Espero haberte ayudado.


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    diego lazo
    el 23/11/18
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    hola unicoos, me dan una mano con este:

    Un trozo de bronce de 5cm de espesor y 10cm2 de superficie está expuesto a una temperatura de 40°C por un lado y 30°C por otro. Si propaga 3140J en 2,5 minutos, determinar el coeficiente de conductividad térmica del bronce

    Muchas gracias

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    Raúl RC
    el 23/11/18

    Lamento no poder ayudarte pero no resolvemos dudas universitarias que no tengan que ver explicitamente con los vídeos que grabó el profe como excepción, lo siento de corazón.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 23/11/18

    Planteas la ecuación de conducción de energía en forma de calor, y queda:

    -k*S*ΔT/Δs = ΔQ/Δt,

    multiplicas en ambos miembros por Δs, y queda:

    -k*S*ΔT = ΔQ*Δs/Δt,

    divides en ambos miembros por S*ΔT, y queda:

    k = -ΔQ*Δs S*ΔT*Δt (1).

    Luego, tienes los datos de tu enunciado:

    Δs = 5 cm = 0,05 m (espesor de la placa),

    S = 10 cm2 = 0001 m2 (área de la sección transversal de la placa),

    ΔT = 30 - 40 = -10 °C (diferencia de temperaturas entre las caras de la placa),

    k = a determinar (coeficiente de conductividad térmica del bronce),

    ΔQ = 3140 J (energía conducida en forma de calor a través de la placa),

    Δt = 2,5 min = 2,5*60 = 150 s (intervalo de tiempo).

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

    k = -3140*0,05 / 0,001*(-10)*150,

    resuelves, y queda:

    k 104,667 J/(°C*s*m).

    Espero haberte ayudado.

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  • Usuario eliminado
    el 23/11/18

    hola, alguien me ayuda con este problema:

    gracias

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 23/11/18

    Tienes los datos:

    Δt = 1 h = 3600 s (intervalo de tiempo);

    h = 2 m (altura del muro),

    L = 3,65 m (largo del muro),

    Δs = 0,2 m (espesor del muro);

    T1 = 20 °C (temperatura en la primera cara del muro),

    T2 = 5 °C (temperatura en la segunda cara del muro);

    k = 1,3 J/(s*m*°C) (conductividad térmica del material del muro, en este caso concreto).

    Luego, puedes plantear:

    A = h*L = 2*3,65 = 7,3 m2 (área de la sección transversal del muro),

    ΔT = T2 - T1 = 5 - 20 = -15 °C (diferencia de temperaturas entre las caras del muro).

    Luego, planteas la ecuación de conducción de energía en forma de calor, y queda:

    ΔQ/Δt = -k*S*ΔT/Δs,

    reemplazas valores, y queda:

    ΔQ/3600 = -1,3*7,3*(-15)/0,2,

    multiplicas en ambos miembros por 3600, y queda:

    ΔQ = -1,3*7,3*(-15)*3600/0,2,

    resuelves, y queda:

    ΔQ = 2562300 J.

    Espero haberte ayudado.

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    carlos
    el 23/11/18

    Por favor ayúdame con este ejercicio. Muchas gracias. R/ a) 0.309 rad/s  b) 100 J  c) 6.67 Watt

    Un carrusel (tiovivo) con 2.40 m de radio tiene momento de inercia de 2100 kg m^2 alrededor de un eje vertical que pasa por su centro y gira con fricción despreciable. a) Un niño aplica una fuerza de 18 N tangencialmente al borde durante 15 s. Si el carrusel estaba inicialmente en reposo, ¿qué rapidez angular tiene al final de los 15 s? b) ¿Cuánto trabajo efectuó el niño sobre el carrusel? c) ¿Qué potencia media le suministró el niño?

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    Jerónimo
    el 23/11/18

    Aplicando la ec fundamental de la dinámica de rotación M=Iα, y sabiendo que el momento de la fuerza M es  M=rXF=rFsen90=rF

    rF=Iα   α=rF/I=2,4x18/2100=0,0205rad/s2

    ω=ωo+αt=0+0,0205 x15=0,307rad/s

    trabajo=Ec rotación=1/2Iω²=1/2x2100x0,307²=100J

    P=trabajo/t=100/15=6,67 w


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    JP TheTreaimon-man
    el 23/11/18

    Buen día soy un estudiante de preparatoria y para una investigación que estoy realizando necesito aplicar el siguiente cuestionario a 30 personas- acá el link: https://goo.gl/forms/Wd98aQG8CdX8VURq2 

    me sería de muchísima ayuda que lo respondieren, gracias por su ayuda.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 23/11/18

    Ya la he completado, ojalá te sean útiles mis respuestas.

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    Francisco
    el 22/11/18

    Me podrían hacer el ejercicio 67? 

    Gracias. 

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    Jerónimo
    el 23/11/18

    Aplicas conservación de energía mecánica 

    -GMm/ro+1/2mvo²=-GMm/r+1/2mv²    , simplificando y  quitando el factor Ec final puesto que v=0

    -GM/ro+1/2vo²=-GM/r       r=3,16x10^7m

    h=r-ro=3,16x10^7-6,36x10^6  =2,5x10^7m

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    carmela
    el 22/11/18
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    Me dan una aceleración de 8 km/h.s. Si la quiero pasar a Km/h cuadrado, ¿sería 28800 km/hora cuadrado?

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    Raúl RC
    el 22/11/18

    8 km/h.s? No entiendo ese dato.

    Puedes adjuntar enunciado original?

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    Guillem De La Calle Vicente
    el 22/11/18

    Es correcto tu resultado:


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    carmela
    el 22/11/18


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    Raúl RC
    el 22/11/18

     Coche en cabeza (velocidad Vc = cte ====> MRU): 
    Vc = 125 km/h = 125 000 m/ 60.60 s = 34,72 m/s ... [1] 
    Xc = Vc.t ........................................... [2] 

    Coche policia (aceleración a = cte ===> MRUA): 
    Vp = a.t ........................................... [3] 
    Xp = 1/2.a.t² ........................................... [4] 
    con a = 8 km/h.s = 8000 m/ 60.60 s² = 2,22 m/s² 

    El instante inicial t = 0 corresponde al momento en que el coche de policia se pone en marcha justo al pasar el otro coche junto a él. 

    Calculemos primero el tiempo T que tarda el policía en alcanzar su velocidad máxima = 190 Km/h = 52,78 m/s. 
    De [3]: 
    52,78 = 2,22.T ===> T = 23,77 s 
    En el tiempo T el policia recorre un espacio [4]: 
    Xp = 1/2.2,22.(23,77)² = 627,36 m 
    En el tiempo T el coche en cabeza recorre un espacio [2]: 
    Xc = Vc.T = 34,72.23,77 = 825,30 m 

    Para t > T el policia prosigue con velocidad constante Vp = 52,78 m/s ==> MRU: 
    Xp = Xpₒ + Vp.(t - T) ........................................... [5] 
    siendo Xpₒ = 627,36 m 

    El coche en cabeza siempre va a Vc = 34,72 m/s, de modo que para t > T: 
    Xc = Xcₒ + Vc.(t - T) ........................................... [6] 
    siendo Xcₒ = 825,30 m 

    El policia alcanza al coche cuando se cumple: 
    Xp = Xc 
    Igualando [5] con [6] tenemos: 
    Xpₒ + Vp.(t - T) = Xcₒ + Vc.(t - T) .................. [7] 

    De [7] despejamos el tiempo t que tarda el policia en alcanzar el coche: 
    (Vp - Vc).(t - T) = Xcₒ - Xpₒ 
    t - T = (Xcₒ - Xpₒ) / (Vp - Vc) ==> 
    t = T + (Xcₒ - Xpₒ) / (Vp - Vc) ....................... [8] 

    a) Sustituyendo los correspondientes valores en [8]: 
    t = 23,77 + 197,94/(52,78 - 34,72) = 34,73 s 

    b) El espacio recorrido por ambos coches viene dado por [5] (o [6]) sin más que sustituir t = 34,73 s: 
    e = Xpₒ + Vp.(t - T) = 627,36 + 52,78.(34,73 - 23,77) = 1206 m 
    (aprox. 1,2 km)

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    carmela
    el 22/11/18

    Gracias Raúl. Sólo puse el enunciado para que vieras lo de los km/h.s. Pero mil gracias por el trabajazo que te has dado.


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    Raúl RC
    el 22/11/18

    Sí perdona...no lo habia entendido..sorry xD

    Menos mal que Guillem esta de lugarteniente xD


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    Cristhian
    el 22/11/18

    carga puntual q1 = 5μC situada en (5,1,-1) m, q2 = 3μC situada en (1,2,-2). Calcular el campo el campo electrico en el punto (-1,3,2) m

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    Raúl RC
    el 22/11/18

    Te recomiendo encarecidamente veas este vídeo, el profe lo explica a la perfeccion.

    Cualquier duda, nos cuentas ;)

    Electrostática 01

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    Cristhian
    el 22/11/18

    Ese video justamente fue el que me trajo a comentar mi duda en este foro amigo. Mi ejercicio pose vectores tridimensionales y al momento de calcular el campo se hace de manera diferente. Saludos

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    Raúl RC
    el 24/11/18

    No sé si en tres dimensiones sera igual que en dos. Normalmente 3 no se ven en bachiller, te mando mi solución, espero sera correcta


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    Cristhian
    el 27/11/18

    Es un ejercicio de Fundamentos Matemáticos del primer año de Universidad. No se si sea la respuesta correcta pero me sirve como ejemplo orientativo, gracias.

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    Us1
    el 22/11/18
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    Sea una esfera hueca metálica de radio R y espesor despreciable, descargada, aislada y situada entre dos medios dieléctricos homogéneos tal y como indica la figura. Se desea calcular el potencial 1 de esta y la distribución de cargas en la superficies interior y exterior de la esfera cuando se coloca una carga puntual q en su centro.

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    Raúl RC
    el 22/11/18

    Hola....lamento no poder ayudarte pero no resolvemos dudas universitarias que no tengan que ver con los vídeos que ha grabado el profe especificamente.

    Ójala algún otro unico universitario pueda ayudarte, de hecho lo ideal sería que os ayudárais los unos a los otros. 

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