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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Kate
    el 11/6/19

    Que aplicaciones o usos reales tiene el generador de van de graff

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    Sergi Alabart Castro
    el 11/6/19


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 11/6/19

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

    Luego, planteas la expresión de la cantidad de movimiento inicial del cuerpo, y queda:

    pi = M*5 (en Kg*m/s).

    Luego, planteas la expresión de la cantidad de movimiento final del sistema compuesto por las dos partes del cuerpo, y queda:

    pf = (M/2)*2 + (M/2)*v = (M/2)*(2 + v) (en Kg*m/s).

    Luego, como no actúan fuerzas exteriores en ningún instante (observa que los pesos y las acciones normales del suelo son perpendiculares a las velocidades), planteas conservación de la cantidad de movimiento, y queda la ecuación:

    pf = pi, sustituyes expresiones, y queda:

    (M/2)*(2 + v) = M*5, multiplicas por 2 y divides por M en ambos miembros, y queda:

    2 + v = 10, restas 2 en ambos miembros, y queda:

    v = 8 m/s, que es la velocidad de la segunda parte del cuerpo, cuyo signo positivo indica que se desplaza según el sentido positivo del eje OX.

    Espero haberte ayudado.

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    Sergi Alabart Castro
    el 11/6/19
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    Raúl RC
    el 13/6/19

    Cuál es la duda Sergi?

    Por otra parte no veo que hayas adjuntado el procedimiento que has realizado. Siempre os decimos lo mismo, que debéis aportar todo lo que hayáis podido hacver por vuestra parte, esté bien o mal, de esa manera será mucho más fácil el poder ayudarte, nos cuentas ok?

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    Sergi Alabart Castro
    el 18/6/19

    No sé como calcular la velocidad final. A partir de ahora adjuntaré mi procedimiento

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    Sergi Alabart Castro
    el 11/6/19

    No sé cómo encontrar la velocidad

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 11/6/19

    Para determinar el instante final, planteas la condición de fuerza nula, y queda:

    F(t) = 0, sustituyes la expresión de la fuerza que tienes en tu enunciado (observa que resolvemos su segundo coeficiente), y queda:

    22 - 200t = 0, y de aquí despejas: t = 0,11 s;

    luego, como tienes en tu enunciado que el instante inicial es t = 0 (observa que la fuerza en este instante queda expresada: F(0) = 22 N), tienes que el intervalo de tiempo a considerar queda expresado:

    ≤ t ≤ 0,11 (en segundos), y observa que la gráfica de la función fuerza es un segmento con extremos en los puntos ( 0 , 22 ) y ( 0,11 , 0 ).

    Luego, planteas la expresión de la función aceleración:

    a(t) = F(t)/M, sustituyes la expresión de la fuerza y el valor de la masa de la pelota (M = 35 g = 0,035 Kg), y queda:

    a(t) = (22 - 200t)/0,035, distribuyes el denominador, resuelves, y queda:

    a(t) 628,571 - 5714,286t (en m/s).

    Luego, planteas la ecuación diferencial tiempo-velocidad-aceleración, y queda:

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

    dv/dt  628,571 - 5714,286t, separas variables, y queda:

    dv  (628,571 - 5714,286t)*dt, integras, y queda:

    v(t) 628,571t - 2857,143t2 + C, que es la expresión general de la función velocidad;

    luego reemplazas los valores de la condición inicial: v(0) = 0 (recuerda que la pelota parte desde el reposo), resuelves términos, cancelas términos nulos, y queda:

    0 = C, luego reemplazas este valor en la expresión general de la función velocidad, cancelas el término nulo, y queda:

    v(t) 628,571t - 2857,143t2, que es la expresión particular de la función velocidad para el movimiento de la pelota;

    luego, evalúas esta última expresión para el instante final (t = 0,11 s), y queda:

    v(0,11)  628,571(0,11) - 2857,143(0,11)2, resuelves, y queda:

    v(0,11)  34,571 m/s ≅ 34,571*3600/1000 ≅  124,456 Km/h.

    Espero haberte ayudado.

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    Sergi Alabart Castro
    el 11/6/19


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 11/6/19

    Considera un sistema de referencia con eje de posiciones OX con dirección y sentido positivo acordes al desplazamiento inicial de la bola mayor.

    Luego, planteas la expresión de la cantidad de movimiento inicial del sistema (aquí presta atención a los sentidos de las velocidades de las bolas), y queda:

    pi = 5M*vi - M*vi = 4M*vi (1).

    Luego, planteas la expresión de la cantidad de movimiento final del sistema, y queda:

    pf = (5M + M)*vf = 6M*vf (2).

    Luego, como no actúan fuerzas exteriores al sistema durante el choque (observa que los pesos y las acciones normales son perpendiculares a las velocidades de las bolas), planteas conservación de la cantidad de movimiento, y tienes la ecuación:

    pf = pi, sustituyes las expresiones señaladas (2) (1), y queda:

    6M*vf = 4M*vi, divides por 6M en ambos miembros, simplificas, y queda:

    vf = (2/3)*vi, por lo que tienes que la opción señalada (b) es la respuesta correcta.

    Espero haberte ayudado.

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    MDY01
    el 11/6/19

    ayuda con el apartado b) "la fuerza neta que actúa sobre cada uno" de este ejercicio porfaa

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 11/6/19

    Vamos con una orientación.

    Establece un sistema de referencia con eje OX horizontal según tu figura, con sentido positivo hacia la derecha, y con eje OY vertical, con sentido positivo hacia arriba.

    Luego, considera a cada bloque por separado, y tienes:

    a)

    Observa que sobre el bloque A actúan cinco fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones, y sentidos:

    Peso: PA = MA*g = 2*9,8 = 19,6 N, vertical, hacia abajo;

    Acción normal del suelo: NA, vertical, hacia arriba;

    Fuerza externa: F = 25 N, horizontal, hacia la derecha;

    Rozamiento (dinámico) del suelo: frAμ*NA = 0,2*NA, horizontal, hacia la izquierda;

    Acción normal del bloque B sobre el bloque A: NBA, horizontal, hacia la izquierda;

    luego, aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes las ecuaciones:

    F - frA - NAB = MA*a,

    NA - PA = 0;

    luego, sustituyes las expresiones de los módulos de las fuerzas y el valor de la masa del bloque A, y queda:

    25 - 0,2*NA - NBA = 2*a,

    NA - 19,6 = 0, y de aquí despejas: NA = 19,6 N,

    luego reemplazas este último valor en la primera ecuación, resuelves y luego reduces sus dos primeros términos, y queda:

    17,16 - NBA = 2*a (1).

    b)

    Observa que sobre el bloque B actúan cinco fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones, y sentidos:

    Peso: PB= MB*g = 3*9,8 = 29,4 N, vertical, hacia abajo;

    Acción normal del suelo: NB, vertical, hacia arriba;

    Reacción normal del bloque A sobre el bloque B: NBA, horizontal, hacia la derecha;

    Rozamiento (dinámico) del suelo: frBμ*NB = 0,2*NB, horizontal, hacia la izquierda;

    Acción normal del bloque C sobre el bloque B: NCB, horizontal, hacia la izquierda;

    luego, aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes las ecuaciones:

    NBA - frB - NCB = MB*a,

    NB - PB = 0;

    luego, sustituyes las expresiones de los módulos de las fuerzas y el valor de la masa del bloque B, y queda:

    NBA - 0,2*NB - NCB = 2*a,

    NB- 29,4 = 0, y de aquí despejas: NB = 29,4 N,

    luego reemplazas este último valor en la primera ecuación, resuelves su segundo término, y queda:

    NBA - 5,88 - NCB = 2*a (2).

    c)

    Observa que sobre el bloque C actúan cuatro fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones, y sentidos:

    Peso: PC = MC*g = 4*9,8 = 39,2 N, vertical, hacia abajo;

    Acción normal del suelo: NC, vertical, hacia arriba;

    Reacción normal del bloque B sobre el bloque C: NCB, horizontal, hacia la derecha;

    Rozamiento (dinámico) del suelo: frCμ*NC = 0,2*NC, horizontal, hacia la izquierda;

    luego, aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes las ecuaciones:

    NCB - frC = MC*a,

    NC - PC = 0;

    luego, sustituyes las expresiones de los módulos de las fuerzas y el valor de la masa del bloque B, y queda:

    NCB - 0,2*NC = 4*a,

    NC - 39,2 = 0, y de aquí despejas: NC = 39,2 N,

    luego reemplazas este último valor en la primera ecuación, resuelves su segundo término, y queda:

    NCB - 7,84 = 4*a (3).

    Luego, queda que resuelvas el sistema conformado por las ecuaciones señaladas (1) (2) (3), cuyas incógnitas son los módulos de las acciones normales que se ejercen entre sí los bloques que están en contacto, y la aceleración del conjunto ABC.

    Luego, recuerda que el módulo de la fuerza resultante que está aplicada sobre cada bloque (observa que sus direcciones son horizontales) las puedes calcular como el producto de la masa del bloque por la aceleración del conjunto.

    Haz el intento de terminar la tarea, y si te resulta necesario no dudes en volver a consultar.

    Espero haberte ayudado.

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    monica
    el 11/6/19

    Hola, sé cómo hacer los ejercicios de calor del hielo agua vapor de agua, pero en el resto de sustancias no sé cómo se hace. Por ejemplo en el siguiente ejercicio:

    ¿Qué energía (en cal) tengo que aportar para pasar a vapor 500 g de benceno que inicialmente estaban a 20º C?. DATOS DEL BENCENO (escoger los necesarios):

    Calor específico del benceno (sólido) 1025 J/Kg.ºC; calor específico del benceno (líquido) 1881 J/kg.ºC;  calor específico del benceno (gas) 1725 J/kg.ºC.

    Temperatura de fusión: 5,5ºC; temperatura de vaporización 80,1ºC;

    Calor latente de fusión 126,5 KJ/kg; calor latente de vaporizaicón: 396,6 Kj/kg.

    SOLUCIÓN: 61205 cal. 

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    Luis Andrés Mariño
    el 11/6/19

    A 20ºC, el benceno se encuentra en estado líquido. Para pasarlo a vapor, se necesitan dos fases:


    Energía requerida para calentarlo hasta 80,1ºC:


    Q1 = m · clíquido · (Tf - Ti) = 0,5 · 1881 · (80,1 - 20) = 56 524,05 J


    Energía requerida para pasarlo de líquido a vapor:


    Q2 = m · ΔHvaporización = 0,5 · 396,6 = 198,3 kJ = 198 300 J


    Energía total


    Q1 + Q2 = 56 524,05 + 198 300 = 254 824,05 J = 60 904,41 cal


    No me da exactamente la misma solución que la tuya pero se parece bastante, espero que te sirva de ayuda. Se resuelven de la misma forma que los ejercicios de hielo y agua :)



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    Luis Andrés Mariño
    el 10/6/19

    El apartado a) me da 36,87º, el b) no sé qué hacer con esa fórmula. Gracias de antemano :)


    Un tobogán recto de 10 m de largo e inclinación α  (ángulo respecto a la horizontal), conecta en el final con un loop de 2 m de radio.


    a) Calcular la inclinación mínima para que un objeto de 10 kg que cae por el tobogán dé la vuelta completa al loop.


    b) Volver a calcular la inclinación mínima suponiendo ahora que el tobogán tiene un coeficiente de rozamiento μ = 0,1.

    ¿Cuánto trabajo hace la fuerza de rozamiento en el tramo del tobogán?

    Hacer uso de la fórmula: a · sin(α) + b · cos(α) = (√(a2 + b2)) · sin(α + arctg(b/a))

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    Raúl RC
    el 15/6/19

    Intenta plantearlo incluyendo el rozamiento, no te preocupes por esa formula de momento

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