Foro de preguntas y respuestas de Física

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    miky
    el 15/1/19

    Me ayudarían por favor con estos ejercicios. 





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    Fernando Alfaro
    el 16/1/19

    Ej 13.76


    1 pie = 12 pulgadas   y   1 pulgada = 2.54 cm

    g = -9.8 m/s2 * 100cm/m * pulgadas/2.54cm * pies/12 pulgadas = -9.8*100/(2.54*12) = -32.152 pies/s2 


    Origen de coordenadas en el punto de partida   => x= 0   e  y0 = 0

    Paramétricas del proyectil:

    x(t) = v0cos(θ)t                   => t(x) = x/v0cos(θ)

    y(t) = ½gt2 + v0sen(θ)t


    Trayectoria del proyectil, haciendo y(t(x)):

    y(t(x)) = ½g(x/v0cos(θ))2 + v0sen(θ)(x/v0cos(θ))  => y(x) =  gx2 /(2v02 cos(θ)2)  + tg(θ)x


    Despejando v0 :

    y(x) - tg(θ)x = gx2 /(2v02 cos(θ)2) => 2v02 cos(θ)2 = gx2 / (y(x) - tg(θ)x) => v02 =  gx2 / (2cos(θ)2(y(x) - tg(θ)x))  => v0 = √(gx2 / (2cos(θ)2(y(x) - tg(θ)x)))


    y(x) valdría 3 pies tanto para x = 27 pies como para x = 33 pies.    Sustituyendo valores:

    Para x = 27  => v0 = √(-32.15(27)2 / (2cos(50)2(3 - tg(50)*27))) = 31.18 fps (feet per second = pies/segundo)

    Para x = 33  => v0 √(-32.15(33)2 / (2cos(50)2(3 - tg(50)*33))) = 34.15 fps


    Entonces el rango de velocidades para que aterrice a (no mas de) 3 pies del hoyo es: 31.18 fps ≤ v0 ≤ 34.15 fps 

    Luego si quieres puedes pasarlo a m/s. O convertir los pies a metros y trabajarlo todo en el sistema MKS.


    (Se colgó la conexión y lo tuve que transcribir todo de nuevo, revisa las cuentas por las dudas).

    Si no se entendió algún paso avisa.


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    carmela
    el 15/1/19

    En este ejercicio, cuál es la condición para q la persona tenga la sensacion de ingravidez? 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/1/19

    Observa que en el punto más alto actúan dos fuerzas sobre la persona, ambas con dirección vertical:

    su Peso, con sentido hacia abajo,

    la acción normal de la pared cilíndrica de la rueda, con sentido hacia abajo;

    luego, aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes la ecuación:

    P + N = M*acp;

    luego, si consideras la situación crítica donde el contacto entre la persona y la pared cilíndrica de la rueda es casi imperceptible, aquí tienes que la acción normal es nula, por lo que cancelas el segundo término de la ecuación, y ésta queda:

    P = M*acp, sustituyes la expresión del módulo del peso, y queda:

    M*g = M*acp, divides por M en ambos miembros, y queda:

    g = acp

    por lo que tienes que la persona "no cae" porque su peso aporta la fuerza centrípeta de giro, y observa que tienes que la aceleración centrípeta es igual a la aceleración gravitatoria terrestre.

    Espero haberte ayudado.

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    carmela
    el 15/1/19

    Mil gracias Antonio. La velocidad entonces sería 10, ¿cómo saco la frecuencia aquí? Porque no puedo usar la fórmula del movimiento circular uniforme no?

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    Javier CS
    el 15/1/19

    Hola buenas, tan solo quería estar completamente seguro de que este ejercicio está bien. La razón por la que dudo es porque es muy simple. Gracias.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/1/19

    Has planteado correctamente la expresión del módulo de la aceleración tangencial, pero observa que debes corregir al reemplazar el valor del módulo de la velocidad tangencial inicial (consideramos :

    aT = Δv/Δt = (vf - vi)/(tf - ti) = (15 - 14,5)/(0,5 - 0) = 0,5/0,5 = 1 m/s2.

    Luego, planteas la expresión del módulo de la aceleración centrípeta (observa que no es constante) en el instante final (observa que en tu enunciado dicen: "... su velocidad ha pasado de..."), y queda:

    acp = vf2/R = 152/30 = 7,5 m/s2.

    Luego, planteas la expresión del módulo de la aceleración resultante, y queda:

    a = √(aT2 + acp2) = √(12 + 7,52) = √(1 + 56,25) = √(57,25) m/s2 ≅ 7,566 m/s2.

    Espero haberte ayudado.

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    carmela
    el 15/1/19

    A ver que me estoy liando mucho. La v no seria w×r? De donde sale que la velocidad lineal es 1.57? Gracias únicos


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/1/19

    Observa que la única fuerza horizontal que está aplicada sobre el cuerpo que gira es la tensión de la cuerda que lo une al poste, que es el eje de giros (observa que las otras fuerzas son el Peso y la acción normal de la superficie de apoyo a la que consideramos lisa, que son fuerzas verticales), luego aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes la ecuación:

    T = M*acp (1).

    Luego, tienes los datos:

    M = 12 Kg (masa del cuerpo),

    R = 3 m (radio de giro, que es igual a la longitud de la cuerda),

    f = 5 v/min = 5/60 = 1/12 v/s (frecuencia de giro).

    Luego, planteas la expresión de la velocidad angular en función del radio de giro y de la frecuencia, y queda:

    ω = 2π*f = 2π*(1/12) = π/6 rad/s.

    Luego, planteas la expresión del módulo de la aceleración centrípeta en función del radio de giro y de la velocidad angular, y queda:

    acpω2*R = (π/6)2*3 = π2/12 rad/s2 ≅ 0,822 rad/s2.

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

    T = 12*π2/12 = π2 N ≅ 9,870 N.

    Luego, planteas la expresión de la velocidad tangencial en función del radio de giro y de la velocidad angular, y queda:

    v = R*ω = 3*(π/6) = π/2 rad/s ≅ 1,571 m/s.

    Espero haberte ayudado.


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    Rosa Piedra Del Valle
    el 15/1/19

    Ayuda

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/1/19

    7)

    Observa que tienes el gráfico tiempo-posición, y que el mismo es la unión de dos segmentos, lo que corresponde a dos etapas de Movimiento Rectilíneo Uniforme, y por lo que tienes que la expresión de la función constará de dos trozos:

    a)

    Observa que el primer segmento une los puntos (0,0) y (40,450), y que su pendiente queda expresada:

    m1 = (450-0)/(40-0) = 450/40 = 45/4,

    por lo que tienes que la velocidad del móvil en este primer tramo es:

    v1 = 45/4 m/s = 11,25 m/s.

    b)

    Observa que el segundo segmento une los puntos (40,450) y (60,0), y que su pendiente queda expresada:

    m2 = (0-450)/(60-40) = -450/20 = -45/2 m/s = -22,5 m/s,

    por lo que tienes que la velocidad del móvil en este primer tramo es:

    v2 = -45/2 m/s - 22,5 m/s.

    c)

    Planteas las expresiones de los desplazamientos (Δx = xf - xi) correspondientes a los tramos, y queda:

    Δx1 = 450 - 0 = 450 m,

    luego planteas la expresión de la distancia recorrida en este tramo (D = |Δx|), y queda:

    D1 = |Δx1| = |450| = 450 m;

    Δx2 = 0 - 450 = -450 m,

    luego planteas la expresión de la distancia recorrida en este tramo (D = |Δx|), y queda:

    D2 = |Δx2| =|-450| = 450 m,

    luego planteas la expresión de la distancia total recorrida, y queda:

    D = D1 + D2 = 450 + 450 = 900 m.

    d)

    Planteas la expresión del desplazamiento total, y queda:

    Δx = Δx1 + Δx2 = 450 + (-450) = 450 - 450 = 0,

    por lo que tienes que la posición inicial de todo el recorrido (observa en tu gráfico, y es: xi = 0, en el instante: ti = 0), y que la posición final de todo el recorrido (observa en tu gráfico, y es: xf = 0, en el instante: ti = 60 s), por lo que tienes que la posición inicial y la posición final son ambas: x = 0.

    e)

    Observa que en el primer tramo tienes que el móvil se aleja de la posición inicial y que en el segundo tramo se acerca a ella, y que el intervalo de tiempo correspondiente al segundo tramos es:

    Δt2 = 60 - 40 = 20 s.

    f)

    En el primer tramo de su recorrido tienes que el móvil se desplaza con Movimiento Rectilíneo Uniforme cuya velocidad es: v1 = 11,25 m/s, entre los instantes: ti = 0 y tf = 40 s, desde la posición inicial: xi = 0 y la posición final: xf = 450 m;

    y en el segundo tramo de su recorrido tienes que el móvil se desplaza con Movimiento Rectilíneo Uniforme cuya velocidad es: v2 = -22,5 m/s, entre los instantes: ti = 40 s y tf = 60 s, desde la posición inicial: xi = 450 m y la posición final: xf = 0.

    Espero haberte ayudado.


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/1/19

    8)

    Consideramos que el cuerpo se desplaza sobre una superficie horizontal, y que el sentido de su desplazamiento es hacia la derecha.

    a)

    Observa que sobre el cuerpo actúan cuatro fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos (observa que consideramos que el módulo de la aceleración gravitatoria terrestre es: g = 10 m/s2):

    Peso: P = M*g = 8*10 = 80 N, vertical, hacia abajo;

    Acción normal de la superficie: N, vertical, hacia arriba;

    Fuerza aplicada sobre el cuerpo: F = 28 N, horizontal, hacia la derecha;

    Rozamiento de la superficie: fr = 4 N, horizontal, hacia la izquierda;

    y, luego, solo queda que hagas el diagrama de fuerzas correspondiente.

    b)

    Aplicas la Segunda Ley de Newton (recuerda que la dirección del desplazamiento del cuerpo es horizontal), y queda el sistema de ecuaciones:

    F - fr = M*a,

    N - P = 0;

    luego, reemplazas valores, y queda:

    28 - 4 = 8*a, de aquí despejas: a = 24/8 = 3 m/s2;

    N - 80 = 0, de aquí despejas: N = 80 N.

    Espero haberte ayudado.

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    Rosa Piedra Del Valle
    el 15/1/19

    Alguien me puede ayudar  ,tengo que entregar mañana y examen y me entiendo bien?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/1/19

    Observa que lo tienes respondido en tu entrada de más arriba.

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    Javi
    el 15/1/19

    Buenas...

    Para ayudarte a entender la gráfica, tienes que fijarte en las unidades en la que se representan, en este caso, espacio (en metros), frente a tiempo(en segundos), por lo que si recuerdas la formula de la velocidad en un tramo a velocidad constante, veríamos que es: V=e/t.e

    Entendemos por el primer tramo, como la recta ascendente,(que al ser recta entendemos que es un movimiento uniforme a velocidad constante, y en el eje de las y, está representada la distancia recorrida(espacio): X).

    Por lo tanto para el apartado a) bastaría con que te fijes en las cordenadas del puntofinal de ese tramo, para ver el espacio recorrido y en cuanto tiempo, y de ese modo puedes encontrar la velocidad.

    En en apartado b) ten en cuenta, en lugar de las coordenadas del punto la distancia en la que se encontraba el coche teledirigido, es decir, los metros recorridos(espacio representado en el eje y) que te indica como X. Dicho de otra forma, supón que el coche regresa. y el tiempo, en ese caso, será el tiempo total menos el tiempo que ha empleado en realizar el primer tramo. y aplicando la formula anterior...

    Espero haberte ayudado, intenta los demás puntos, e imaginar el movimiento descrito por el coche, teniendo en cuenta los datos de la gráfica.

    Un saludo.



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    DrManhattan
    el 14/1/19

    Hola, ¿Alguien me ayudar con el apartado f?

    Resultados hasta ahora

    a. Muelle B : 16,66mm

    Muelle C: 25mm

    Muelle D : 50mm

    b.2 muelles

    c.33,33mm

    d. 17,32 rad/s

    e. 0,01 cos(17,32t)

    -1,73 sen(17,32t)

    -29,96 cos(17,32t)


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    Fernando Alfaro
    el 15/1/19

    Apartado f.

    Se pide hallar x y v para:      Epk = E  =>   ½ kx =  ½mv2   (1)      Sea Et la energía total.


    Se puede expresar la energía cinética en x como:

    ½mv2 = Et - Epk = ½kA2 - ½kx2 

    Sustituyendo en (1):

    ½ kx =  ½kA2 - ½kx2  => kx2 = ½kA2   =>  x2 = ½A2   =>   x = ±√(½A2 )   =>   x = ±  ½    =>   x =  ±√(2)/2 A


    De forma similar, se puede expresar:

    ½kx2 = ½mvm2 - ½mv2      donde vm es la velocidad máxima.

    Sustituyendo en (1):

    ½mvm2 - ½mv2 ½mv2   => mv2  = ½mvm2   =>   v2 = ½ vm2    => v = ±√(½vm2)   =>   v = ± √(2)/2  vm


    Si   A = 0.01m   y    vm = 1.73 m/s   

    Entonces  ± 0.0707 m    y    v  ± 1.22 m/s


    Espero haberte ayudado en algo.


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    lu_lights
    el 14/1/19

    Un cuerpo de 10 N de peso está apoyado sobre una superficie. Si la fuerza normal que actúa sobre él es de 12 N cual sería correcta

    1. Es imposible 

    2. El cuerpo no está sobre un plano inclinado

    3. Sobre el cuerpo actúa una fuerza además del peso

    yo pienso que es la 1 ya que el peso equivale a la fuerza normal a no ser que este en un plano inclinado en el que las fuerzas se repartirían 

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    Fernando Alfaro
    el 14/1/19

    Es posible si, si sobre el cuerpo actúan mas fuerzas que el peso.

    La fuerza normal es la reacción de la superficie sobre el cuerpo, que en condiciones de equilibrio sobre el eje normal, contrarresta las fuerzas que actúan sobre el cuerpo en dirección a la superficie.


    Si tu presionas un objeto sobre la mesa y este no acelera, quiere decir que la fuerza neta es cero. Entonces tiene que haber una fuerza opuesta contrarrestando la fuerza en dirección a la superficie. Pero en este caso, la fuerza en dirección a la superficie sería mayor que solo el peso del objeto y la fuerza normal tiene que ser mayor que solamente el peso. De lo contrario el objeto aceleraría en dirección a la mesa atravesándola.

    Esto sucedería si la fuerza es suficiente como para romper la mesa.

    No se si me he explicado.


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    pabloxtos _21
    el 14/1/19

    Buenas tardes, el jueves tengo examen sobre campos electromagneticos y a la hora de calcular el trabajo veo que la formula puede ser W=q(Vf-Vo) y en unos casos usan 

    W=-q(Vf-Vo) 

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    Francisco Javier Tinoco Tey
    el 14/1/19

    Por definición el trabajo realizado por la fuerza eléctrica viene dado por W = -Q ΔV = -Q (Vf - Vo). 

    La primera expresión que utilizas es incorrecta ya que si el menos que posee Q la calculas dentro del paréntesis la nueva expresión del trabajo es de W = Q(Vo- Vf ). 

    Espero que te haya ayudado, un saludo ;)

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    Fernando Alfaro
    el 14/1/19

    En general, el signo de las energías depende de si el sistema absorbe o cede energía.

    En un caso, la carga acumularía energía potencial y en el otro cedería energía potencial.

    Si solo con eso te he despejado la duda, fenomenal.


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    Sara
    el 14/1/19

    Buenas tardes necesito ayuda con la siguiente pregunta:

    ¿Es cierta la siguiente afirmación?: Un proyectil se lanza con un ángulo de tiro de 45º por encima de la horizontal. En el punto más alto de su trayectoria, su velocidad es de 25 m/s.

    ¿El módulo de la velocidad inicial es de 25 m/s^2?

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    Luis Cano
    el 14/1/19

    Así como esta escrito es falso, ya que las unidades del modulo de velocidad no pueden ser m/s^2. 

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    Fernando Alfaro
    el 14/1/19

    Mas allá de ese detalle dimensional que menciona Luis Cano, es falso.

    En el punto mas alto de la trayectoria, la componente vertical de la velocidad de un proyectil es nula y por tanto su velocidad coincide con la componente horizontal.

    Y como el movimiento de un proyectil es un MRU en el eje x, la velocidad horizontal es constante.


    vx = v cos(θ) =>= vx/cos(θ) = 25/cos(45°) 35.4 m/s 


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