Foro de preguntas y respuestas de Física

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  • Daniel Pancorbo Delicadoicon

    Daniel Pancorbo Delicado
    el 31/8/18

    Hola, a ver si alguien me puede ayudar con este ejercicio, lo he intentado pero no hay manera. Gracias de antemano

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    Raúl RCicon

    Raúl RC
    el 7/9/18

    Lamento no poder ayudarte, pero unicoos solo llega hasta secundaria y bachiller, espero lo entiendas

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  • Vani Rodríguezicon

    Vani Rodríguez
    el 31/8/18

    Una pulga se encuentra en reposos sobre un disco que comienza a girar con una aceleración angular"a". La pulga se encuentra a una distancia "r" del eje de giro y después de un tiempo "t" del eje de giro decide saltar.

    Determine: 

    a) ¿Qué distancia recorre la pulga si salta verticalmente con una velocidad inicial "Vo" si aterriza a la misma altura?

    b) ¿Cuál será el desplazamiento angular que tendrá en el punto A desde que la pulga salta hasta que aterrice?

    por favor ayudenme, lo he intentado resolver muchas veces y no he podido


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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 31/8/18

    Vamos con una orientación.

    Observa que un instante antes de saltar, tienes que la velocidad lineal de la pulga es igual a la velocidad del punto sobre el cuál ella se encuentra, por lo que puedes plantear que la expresión de su módulo:

    vt = a*r.

    Luego, establece un sistema de referencia con origen en el punto de salto, eje OX paralelo a la dirección tangencial, con orientación acorde al desplazamiento de la pulga, eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, e instante inicial: ti = 0 correspondiente al momento del salto.

    Luego, tienes que la velocidad inicial de la pulga tiene a vt = a*r como componente en la dirección OX, y tiene a v0 como componente en la dirección OY, por lo que planteas las ecuaciones de posición de Tiro Oblicuo (o Parabólico), y queda (observa que cancelamos términos nulos):

    x = a*r*t,

    y = v0*t - (1/2)*g*t2.

    a)

    Planteas la condición de llegada al suelo: y = 0, luego reemplazas en la segunda ecuación, la resuelves, y tendrás el valor del instante correspondiente (ts), y luego reemplazas este valor en la primera ecuación, resuelves, y tendrás el valor del desplazamiento de la pulga en la dirección del eje OX.

    b)

    Luego, para el valor del desplazamiento angular del punto, planteas:

    θ = a*ts.

    Solo queda que reemplaces valores y hagas los cálculos.

    Espero haberte ayudado.

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  • Vani Rodríguezicon

    Vani Rodríguez
    el 31/8/18

    alguin ayudeme con esta pregunta por favor: 

    en cierta unidad educativa al observar el docente las calificaciones de un examen registró un promedio de 75 y una desviación estandar de tres. Si cada una de las calificaciones se incrementa en 5 unidades, determinar la media y la variancia de las nuevas calificaciones


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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 31/8/18

    Puedes llamar n a la cantidad de alumnos.

    Luego, tienes para el promedio inicial:

    μ1(x1 + x2 + ... + xn)/n = 75.

    Luego, tienes para el promedio final:

    μ2 = 

    ( (x1+5) + (x2+5) + ... + (xn+5) )/n =

    = ( (x1 + x2 + ... + xn) + 5n)/n =

    = (x1 + x2 + ... + xn)/n + 5n/n = 

    = μ1 + 5 =

    = 75 + 5 =

    = 80.

    Luego, tienes para la varianza inicial:

    σ12 =

    = ( (x1 - 75)2(x1 - 75)2 + ... + (x1 - 75)2 )/n = 3.

    Luego, tienes para la varianza final:

    σ22 = 

    ( (x1+5 - 80)2 + (x1+5 - 80)2 + ... + (x1+5 - 80)2 )/n =

    = ( (x1 - 75)2 + (x1 - 75)2 + ... + (x1 - 75)2 )/n =

    σ12 =

    = 3;

    luego, como las varianzas son iguales, también tienes que las desviaciones estándares son iguales.

    Espero haberte ayudado.    



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    Vani Rodríguezicon

    Vani Rodríguez
    el 1/9/18

    Es 3 ? mmm que raro porque ese problema es tipo olimpiada y ya venia con las respuestas y sale 9. Seguramente hubo un error en las respuestas de ese examen. Muchas gracias


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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 4/9/18

    Es muy correcta tu observación.

    El dato de tu enunciado es: 

    σ1 = 3 (desviación estándar), de donde tienes:

    σ12 = 9 (varianza).

    Luego, corriges en el desarrollo, ya que hemos consignado por error (más bien: horror) el valor de la desviación cuando hicimos el planteo de la varianza.

    Y para el segundo caso tienes que para la desviación típica y la varianza son, respectivamente, los mismos valores.

    Espero haberte ayudado.

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    Vani Rodríguezicon

    Vani Rodríguez
    el 29/9/18

    muchisimas gracias


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  • CJBicon

    CJB
    el 31/8/18

    Alguien puede ayudarme con este problema? Gracias ^^


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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 31/8/18

    Tienes la expresión de la función vectorial de posición (observa que la trayectoria es una hélice circular con eje de simetría OZ y radio 5):

    r(t) = < 5*cos(2t) , 5*sen(2t) , 10*t >;

    luego, planteas la expresión de la función velocidad (o vector tangente), y queda

    r ' (t) = < -10*sen(2t) , 10*cos(2t) , 10 >,

    cuyo módulo tiene la expresión:

    |r ' (t)| = √(200) = 10*√(2);

    luego, planteas la expresión de la función vector tangente unitario, y queda:

    T(t) = r ' (t) / |r ' (t)| = < -sen(2t)/√(2) , cos(2t)√(2) , 1/√(2) >.

    a)

    Planteas la expresión de la función aceleración, y queda:

    r ' ' (t) = < -20*cos(2t) , -20*sen(2t) , 0 >.

    Expresas a la componente tangencial de la aceleración en función de la aceleración y del vector tangente unitario, y queda:

    aT(t) = r ' ' (t) • T(t), sustituyes expresiones, y queda:

    aT(t) = < -20*cos(2t) , -20*sen(2t) , 0 > • < -sen(2t)/√(2) , cos(2t)√(2) , 1/√(2) >,

    resuelves el producto escalar, y queda:

    aT(t) = 20*cos(2t)*sen(2t)/√(2) - 20*sen(2t)*cos(2t) + 0 = 0.

    b)

    Planteas la expresión de la función vector tangente unitario derivado, y queda:

    T ' (t) = < -√(2)*cos(2t) , -√(2)*sen(2t) , 0 >,

    cuyo módulo tiene la expresión:

    |T ' (t)| = √(2);

    planteas la expresión de la función vector normal unitario, y queda:

    N(t) = T ' (t) / |T ' (t)| = < -cos(2t) , -sen(2t) , 0 >.

    Expresas a la componente normal de la aceleración en función de la aceleración y del vector normal unitario, y queda:

    aN(t) = r ' ' (t) • N(t), sustituyes expresiones, y queda:

    aN(t) = < -20*cos(2t) , -20*sen(2t) , 0 > • < -cos(2t) , -sen(2t) , 0 >,

    resuelves el producto escalar, y queda:

    aN(t) = 20*cos2(2t) + 20*sen2(2t) + 0 = 20.

    Y observa que el valor de la componente tangencial y el valor de la componente normal de la aceleración son los mismo para todos los puntos de la trayectoria.

    Espero haberte ayudado.

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  • Aroa icon

    Aroa
    el 30/8/18

    Ayudadme con este problema por favor!!


    Se lanza verticalmente desde el suelo un cohete de 20 kg de masa. El cohete explota 10 segundos después, cuando su velocidad és de 102 m/s. Como consecuencia de la explosión se divide en dos fragmentos. El primero, que tiene una masa de 5kg, sale con una velocidad de 50 m/s en la misma dirección y sentido con que se movía el cohete en el momento de la explosión. Determine:

    a) La velocidad con que se lanzó el cohete y a qué distancia de tierra estaba en el momento de la explosión.

    b) La velocidad del segundo fragmento inmediatamente después de la explosión (indicar el módulo, la dirección y el sentido).

    C) la energía cinética y la energía potencial gravitatoria del fragmento de 5kg cuando hayan transcurrido 7s desde la explosión


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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 31/8/18

    a)

    Considera un sistema de referencia con instante inicial: ti = 0, y con eje de posiciones OY vertical con sentido positivo hacia arriba, con origen de coordenadas al nivel del suelo. Luego, tienes los datos:

    yi = 0, vi = a determinar, a = -g = -9,8 m/s2, t1 = 10 s, y1 = a determinar, v1 = 102 m/s.

    Luego, planteas las ecuaciones de  posición y de velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:

    y1 = yi + vi*t + (1/2)*a*t2,

    v1 = vi + a*t;

    luego, reemplazas valores, cancelas el término nulo, resuelves coeficientes, y queda:

    y1 = 10*vi - 490,

    102 = vi - 98, de aquí despejas: 200 m/s = vi;

    luego, reemplazas el valor remarcado en la primera ecuación, resuelves, y queda: y2 = 2510 m.

    b)

    Planteas el impulso del cohete inmediatamente antes de la explosión en inmediatamente después, y queda:

    p1 = M*v1 = 20*200 = 4000 N*s;,

    p2 = MA*vA + MB*vB = 5*50 + 15*vB = 250 + 15*vB (en N*s);

    luego, si consideras que la explosión duró un instante muy pequeño, puedes plantear conservación del impulso, y tienes la ecuación:

    p2 = p1, sustituyes expresiones, y queda:

    250 + 15*vB = 4000, de aquí despejas: vB = 250 m/s,

    y como el signo de la velocidad es positivo, tienes que el segundo fragmento se desplaza con dirección vertical y sentido hacia arriba.

    c)

    Luego, tiene para el primer fragmento:

    ti = 10 s, yi = 2510 m, vi = 50 m/s, a = -g = -10 m/s2, tf = 17 s, yf = a determinar, vf = a determinar;

    Luego, planteas las ecuaciones de  posición y de velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, reemplazas valores, resuelves términos, y queda:

    yf = 2510 + 50*(7) - 5*(7)2 = 2510 + 350 - 245 = 2615 m,

    vf = 50 - 10*(17 - 10) = 50 - 70 = -20 m/s,

    y como el signo de la velocidad es negativo, tienes que el primer fragmento se desplaza con dirección vertical y sentido hacia abajo.

    Espero haberte ayudado.

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    Aroa icon

    Aroa
    el 1/9/18

    muchísimas gracias!!

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  • Ingridicon

    Ingrid
    el 30/8/18

    Me podria  ayudar con la a y b de este ejercicio, por favor. Muchas gracias


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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 30/8/18

    Plantea primero la expresión de la energía cedida por la muestra de hierro:

    Uc = Mm*CFe*(tf - tmi),

    y observa que tienes los datos

    Mm = 195 gr,

    CFe = calor específico del hierro (lo buscas en tablas),

    tf = 24 °C,

    tmi = T (a determinar).

    Luego, plantea la expresión de la energía absorbida por el calorímetro:

    Ua-cal = Mcal*CCu*(tf - ti),

    y observa que tienes los datos:

    Mcal = 95 gr (masa del calorímetro),

    CCu = calor específico del cobre (lo buscas en tablas),

    tf = 24 °C,

    ti = 0°C.

    Luego, plantea la expresión de la energía absorbida por la masa total de agua (observa que una parte de ella debe pasar del estado sólido al estado líquido):

    Ua-agua = Mh*Lagua + (Mh + Mag)*Cagua*(tf - ti),

    y observa que tienes los datos:

    Mh = 40 gr (masa de hielo),

    Lagua = 80 cal/gr (calor latente de fusión del agua),

    Mag = 180 gr (recuerda que 1 cm3 de agua pesa 1 gramo),

    tf = 24 °C,

    ti = 0°C.

    Luego, planteas la expresión de equilibrio térmico, y queda:

    Uc + Ua-cal + Ua-agua = 0,

    y solo queda que sustituyas expresiones y hagas los cálculos, y tendrás el valor de la temperatura inicial de la muestra de hierro (respuesta d).

    a)

    Uf = M*Lagua.

    b)

    Ua = Ua-cal + Ua-agua.

    c)

    Uc = Mm*CFe*(tf - tmi).

    Espero haberte ayudado.

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  • Diego Mauricio Herediaicon

    Diego Mauricio Heredia
    el 29/8/18
    flag

    Alguien me puede ayudar Por favor ???? Es del tema de. Elasticidad. 


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    Raúl RCicon

    Raúl RC
    el 7/9/18

    Lamento no poder ayudarte, pero no abordamos ejercicios de universidad que se salgan de temas especificos de secundaria o bachiller ;)

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  • pepiicon

    pepi
    el 29/8/18

    Hola! Me podéis echar una mano con el siguiente problema?

    Una lancha motora se mueve, según el panel de mandos, a 20 nudos con la proa orientada en dirección este. Si se encuentra inmersa en una corriente marina de 5km/h dirección norte, cuál es la velocidad respecto a la costa? Para moverse hacia el este respecto a la costa, hacia qué dirección debería de enfocar la proa? 

    Me dan el dato de que 1 nudo= 1.852km/h.


    La primera pregunta la tengo resuelta. Me sale que la velocidad es 10.38m/s con un ángulo de 7.7 grados.

    Mi problema es en la segunda parte del problema, para ir hacia el este, cómo averiguar el ángulo. Debería de salir -7.5 grados.


    Muchas gracias de antemano! 

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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 29/8/18

    Vamos con la segunda pregunta:

    Tienes el módulo de la velocidad de máquinas:

    vm= 20 n = 20*1,852 = 37,04 Km/h;

    y puedes llamar θ al ángulo que forma con el eje OX (Oeste hacia el Este),

    por lo que tienes que la expresión vectorial de la velocidad de máquinas (consideramos al eje OY: Sur hacia el Norte), queda:

    Vm = < 37,04*cosθ , 37,04*senθ > (expresada en Km/h).

    Luego, planteas la expresión vectorial de la velocidad de la corriente, y queda:

    Vc = < 0 , 5 > (expresada en Km/h).

    Luego, planteas la expresión de la velocidad resultante (observa que debe tener dirección O-E, y sentido hacia el Este), y queda:

    Vr = < x , 0 >, donde x es un número real positivo que debes determinar.

    Luego, como tienes que la velocidad resultante es igual a la suma de las velocidades, tienes la ecuación vectorial:

    Vr = Vm + Vc,

    sustituyes expresiones, y queda:

    < x , 0 > = < 37,04*cosθ , 37,04*senθ > + < 0 , 5 >,

    resuelves la suma vectorial del segundo miembro, y queda:

    < x , 0 > = < 37,04*cosθ , 37,04*senθ + 5 >,

    luego, por igualdad entre vectores, tienes las ecuaciones:

    x = 37,04*cosθ (1),

    0 = 37,04*senθ + 5 (2);

    restas 37,04*senθ en ambos miembros de la ecuación señalada (2), y queda:

    -37,04*senθ = 5, aquí divides por -37,04 en ambos miembros, y queda:

    senθ ≅ 0,1350, aquí compones en ambos miembro con la función inversa del seno, y queda:

    θ ≅ -7,758°;

    luego, reemplazas en la ecuación señalada (1), resuelves, y queda:

    x ≅ 36,701 Km/h;

    y la expresión de la velocidad resultante queda:

    Vr ≅ < 36,701 , 0 > Km/h.

    Espero haberte ayudado.


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  • Marioicon

    Mario
    el 29/8/18


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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 29/8/18

    Planteas la condición de equilibrio en las bases de los tubos verticales, y queda:

    pAδ*g*L,

    pa = δ*g*(L-h);

    luego, restas miembro a miembro entre ambas ecuaciones, y queda:

    pA - pa = δ*g*L - δ*g*(L-h), distribuyes el último término, cancelas términos opuestos, y queda:

    pA - pa = δ*g*h (1).

    Planteas la ecuación de caudal, y queda:

    A*vA = a*va, sustituyes la expresión del área menor en función del área mayor que tienes en tu enunciado, y queda:

    A*vA = 0,22*A*va, divides por A en ambos miembros, y queda:

    vA = 0,22*va (2).

    Planteas la ecuación de Bernoulli para dos puntos situados sobre el eje de la tubería, cada uno debajo de uno de los tubos, y queda:

    pA + (1/2)*δ*vA2pa + (1/2)*δ*va2, restas pa  restas en (1/2)*δ*vA2 ambos miembros, y queda:

    pA - pa(1/2)*δ*va2 - (1/2)*δ*vA2 (3).

    Luego, igualas las expresiones señaladas (1) (3) y queda la ecuación:

    δ*g*h = (1/2)*δ*va2 - (1/2)*δ*vA2, multiplicas en todos los términos de la ecuación por 2/δ, y queda:

    2*g*h = va2 - vA2, sumas vA2 y restas 2*g*h en ambos miembros, y queda:

    vA2 = va2 - 2*g*h, sustituyes la expresión señalada (2) en el primer miembro, y queda:

    (0,22*va)2 = va2 - 2*g*h, distribuyes la potencia en el primer miembro, y queda:

    0,0484*va2va2 - 2*g*h, restas va2 en ambos miembros, y queda:

    -0,9516*va2 = -2*g*h, divides por -0,9516 en ambos miembros, y queda:

    va2  2,102*g*h, reemplazas valores (g = 9,8 m/s2, h = 12 cm = 0,12 m), resuelves, y queda:

    va2  2,472, extraes raíz cuadrada en ambos miembros (observa que elegimos la raíz positiva), y queda:

    va ≅ 1,572 m/s, que es la rapidez con la que fluye el líquido en la parte más delgada de la tubería;

    luego, reemplazas este valor en la ecuación señalada (2), resuelves, y queda:

    vA ≅ 0,346 m/s, que es la rapidez con la que fluye el líquido en la parte más gruesa de la tubería,

    por lo que puedes concluir que la opción señalada (d) es la respuesta correcta.

    Espero haberte ayudado.


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  • Antonio Del Rio Sanchoicon

    Antonio Del Rio Sancho
    el 28/8/18

    Buenas tardes, no entiendo este problema y me gustaría que me le expliczran. El problema es el siguiente:

     Se realiza la experiencia de Torricelli con líquidos distintos en diferentes momentos. Calcular la altura del líquido en el tubo con respecto a la cubeta en los siguientes casos: a. El líquido es agua y el barómetro marca 765 mm. b. El líquido es ácido sulfúrico (d= 1,84 g/cm3) y la presión atmosférica es de 0,8 atmósferas.

    muchas gracias.

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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 28/8/18

    Recuerda la ecuación de equilibrio para esta experiencia:

    δ*g*h = pat (1).

    Luego, para el primer caso tienes:

    δ1 = 1000 Kg/m3 (densidad del agua),

    g = 9,8 m/s2 (módulo de la aceleración gravitatoria terrestre),

    h1 = 0,765 m (altura de la columna de agua en el barómetro),

    pat1 = 101300 Pa (presión atmosférica normal).

    Luego, para el segundo caso tienes:

    δ2 = 1840 Kg/m3 (densidad del ácido sulfúrico),

    g = 9,8 m/s2 (módulo de la aceleración gravitatoria terrestre),

    h2 = a determinar (altura de la columna de ácido sulfúrico en el barómetro),

    pat2 = 0,8*101300 = 81040 Pa (presión atmosférica normal).

    Luego, planteas la ecuación de equilibrio señalada (1) para ambos casos, y queda:

    δ2*g*h2 = pat2,

    δ1*g*h1 = pat1;

    luego, divides miembro a miembro entre ambas ecuaciones, simplificas, y queda:

    δ2*h2 / δ1*h1 = pat2 / pat1,

    de aquí despejas:

    h2 = pat2*δ1*h1 / δ2*pat1,

    reemplazas valores, y queda:

    h2  81040*1000*0,765 / 1840*101300 0,332609 m 33,2609 cm.

    Espero haberte ayudado.

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