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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Mauricio Heredia
    el 4/6/19
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    Alguien me ayuda con esto? Necesito derivar y me complico mucho. 


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    Raúl RC
    el 7/6/19

    Prueba en el foro de matemáticas, que es mas específico sobre derivadas etc

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    Charan Herraiz Escale
    el 4/6/19
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    Alguien sabría hacer el 1

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    Raúl RC
    el 7/6/19

    Charán no resolvemos dudas de universidad, en este caso de Óptica propias de 3º de carrera, lo lamento de corazón. ójala algun otro unico universitario pueda ayudarte, la idea sería que os ayudárais los unos a los otros ;)

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    Sergio Madrid Perez
    el 4/6/19

    Hola! 

    ¿Podriais ayudarme con este problema de choques? 

    Gracias de antemano 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 4/6/19

    Consideramos que el sistema de coordenadas OXY usual según la figura de tu enunciado.

    Luego, planteas las expresiones de las componentes de las cantidades de movimiento de las esferas, y queda:

    PAx = MA*vAx = 0,1*(-1,2) = -0,12 N*s,

    PAy = MA*vAy = 0,1*0 = 0;

    PBx = MB*vBx = 0,2*(-0,6)*cos(60°) = -0,0,6 N*s,

    PBy = MB*vBy = 0,2*(-0,6)*sen(60°)  -0,104 N*s;

    PCx = MC*vCx = 0,5*vCx*cos(30°) 0,433*vCx (en N*s),

    PCy = MC*vCy = 0,5*vCy*sen(30°) = 0,25*vCy (en N*s).

    Luego, planteas las expresiones de la cantidad de movimiento resultante inicial, y queda:

    Pix = PAx + PBx + PBx  -0,12 - 0,06 + 0,433*vCx ≅ -0,18 + 0,433*vCx (1),

    Piy = PAy + PBy + PBy = 0 - 0,104 + 0,25*vCy = -0,104 + 0,25*vCy (2).

    Luego, como las tres esferas quedan en reposo, tienes que las componentes de la cantidad de movimiento final son:

    Pfx = 0 (1*),

    Pfy = 0 (2*).

    Luego, planteas conservación de la cantidad de movimiento, igualas componente a componente, y queda el sistema de ecuaciones:

    Pix = Pfx,

    Piy = Pfy;

    luego, sustituyes las expresiones señaladas (1) (1*) (2) (2*), y las expresiones de las componentes de la velocidad de la esfera C antes del choque quedan:

    -0,18 + 0,433*vCx  0, y de aquí despejas: vCx  0,18/0,433 ≅ 0,416 m/s,

    -0,104 + 0,25*vCy = 0, y de aquí despejas: vCy = 0,104/0,25 = 0,416 m/s;

    luego, planteas la expresión de la rapidez de la esfera C en función de las componentes de su velocidad, y queda:

    vC√(vCx2 + vCy2) ≅ √(0,4162 + 0,4162≅ √(0,346) ≅ 0,588 m/s.

    Espero haberte ayudado.

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    Sergi Raga Estruch
    el 4/6/19

    Me lo podéis resolver, gracias 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 4/6/19

    Vamos con una orientación.

    Observa que el barco no es macizo, sino que contiene enormes cámaras de aire en sus bodegas, cubiertas y demás dependencias, por lo que tienes que su densidad de masa promedio (δp) es menor que la densidad del agua (δa), por lo que tienes la desigualdad:

    δpδa (1).

    Observa que el módulo del peso del barco en función del volumen total del barco y de su densidad de masa promedio queda espesado:

    P = δp*VT*g, y de aquí despejas: δp = P/(VT*g) (2).

    Observa que el módulo del empuje que ejerce el agua sobre el barco en función del volumen sumergido y de la densidad de masa del agua queda expresado:

    E = δa*VS*g, y de aquí despejas: δa = E/(VS*g) (3).

    Luego, aplicas la Primera Ley de Newton (consideramos un sistema de referencia con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba), y queda:

    E - P = 0, sumas P en ambos miembros, y queda:

    E = P, sustituyes las expresiones de los módulos de las fuerzas, y queda:

    δa*VS*g = δp*VT*g, divides por δa*g en ambos miembros, simplificas, y queda:

    VS = (δp/δa)*VT, que es la expresión del volumen sumergido en función del volumen total y de las densidades.

    Espero haberte ayudado.

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    estudiante dudoso
    el 4/6/19

    Hola, 

    Una lente delgada convergente de distancia focal imagen 50 mm forma la imagen de un cierto objeto a 4 cm de la lente. SI sustituimos la lente por otra de distinta potencia, calcula la potencia de la nueva lente si la imagen del mismo objeto se forma ahora a 6 cm de la lente.

    Si me podéis ayudar,

    gracias. 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 4/6/19

    Consideramos un sistema de referencia con origen de coordenadas en el centro óptico de las lentes, con eje OX perpendicular a las mismas, y con eje OY paralelo a las lentes, con dirección y sentido acordes a la orientación del objeto luminoso.

    Luego, de acuerdo con este sistema de referencia, tienes que las ecuaciones de posición y de aumento para una lente delgada quedan:

    1/x' - 1/x = -1/f,

    y'/y = x'/x.

    Luego, para la primera lente tienes los datos:

    f1 = 50 mm = 0,05 m (posición del foco objeto de la primera lente),

    x = a determinar (posición del objeto luminoso),

    x1' = -4 cm = -0,04 m (posición de la imagen producida por la primera lente);

    luego, reemplazas valores en la ecuación de posición, y queda:

    1/(-4) - 1/x = -1/0,05, resuelves términos numéricos, y queda:

    -1/4 - 20/x = -20, sumas 1/4 en ambos miembros, y queda:

    -20/x = -79/4, y de aquí despejas:

    x = 80/79 m ≅ 1,013 m.

    Luego, para la segunda lente tienes los datos:

    f2 = a determinar (posición del foco objeto de la primera lente),

    x = 80/79 (posición del objeto luminoso),

    x1' = -6 cm = -0,06 m (posición de la imagen producida por la primera lente);

    luego, reemplazas valores en la ecuación de posición, y queda:

    1/(-6) - 1/(80/79) = -1/f2, resuelves términos numéricos, y queda:

    -277/240 = -1/f2, y de aquí despejas:

    f2 = 240/277 m ≅ 0,866 m.

    Luego, planteas la expresión de la potencia (en dioptrías) de la segunda lente en función de su distancia focal (en metros), y queda:

    P2 = 1/f2 = 1/(240/277) = 277/240 dp ≅ 1,154 dp.

    Espero haberte ayudado.

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    Sergi Alabart Castro
    el 4/6/19

    ¿Qué es la aceleración tangencial? ¿Para que sirve y cómo funciona?

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    Raúl RC
    el 7/6/19

    En cualquier libro de física decente te lo explica, pero por si acaso aqui lo tienes


    https://www.fisicalab.com/apartado/aceleracion-tangencial#contenidos



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    Sara
    el 3/6/19

    Un proyectil se lanza con un angulo de 35º por encima de la horizontal.

    En el punto más alto de su trayectoria  ¿ cúal es su aceleración? , ¿por qué en ese punto la velocidad es mínima?

    ¿ En el punto más alto la aceleración sería nula no?

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    Sergi Alabart Castro
    el 4/6/19

    Si hablamos de movimiento en dos dimensiones su aceleración serà -9.8m/s2 sin importar su posición. En ese punto la velocidad es mínima porque la aceleración ya ha contrarestado tu vel. inicial, y empiezas a ganar celeridad hacia abajo. Eso es lo que caracteriza al punto más alto de la trayectoria en 2 dimensiones. En el punto más alto su aceleración es la misma, pero la velocidad nula. Acabo de empezar a estudiar, así que espero que mi respuesta te sea de utilidad.

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    Sergi Alabart Castro
    el 3/6/19

    ¿Por qué conviene dar pasos cortos al caminar sobre el hielo?

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    Superji30
    el 3/6/19

    No soy profesor de física ni nada, pero tengo entendido que es porque si sobre el hielo adquieres una velocidad muy alta, a la hora de frenar o girar, por la inercia del movimiento, te seguirás desplazando en la dirección que vas ya que el coeficiente de rozamiento del hielo es muy muy bajo. Por eso, si vas dando pasos cortos, no irás "patinando" y podrás controlar tu movimiento. Espero que lo hayas pillao xdd

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    Luis Andrés Mariño
    el 3/6/19

    Alguien me puede ayudar con este ejercicio? No se si lo estoy haciendo bien. Muchas gracias :)


    Una morsa de 500 kg quiere descansar en un pequeño iceberg en el medio del mar. ¿Qué volumen deberá tener el iceberg? Datos: densidad hielo = 917 kg/m3, densidad agua = 1000 kg/m3


    Para que flote ---> Empuje = Peso icerbeg + Peso morsa ?


    Empuje - Peso iceberg - Peso morsa = 0

    (densidad agua · Vsumergido · g) - (densidad hielo · Viceberg · g) - (masa morsa · g) = 0

    1000 · Vs - 91 · Vi - 500 = 0


    Me quedan dos incógnitas Vsumergido   y   Viceberg




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    Antonio Silvio Palmitano
    el 3/6/19

    Planteas la expresión del módulo del peso de la morsa, y queda:

    PM = MM*g = 500*9,8 = 4900 N.

    Planteas la expresión del módulo del peso del iceberg, y queda:

    PI = MI*g = δh*VI*g = 917*VI*9,8 = 8986,6*VI (en newtons).

    Planteas la expresión del módulo del empuje (consideramos que el iceberg está completamente hundido), y queda:

    E = δa*VI*g = 1000*VI*9,8 = 9800*VI (en newtons).

    Luego, observa que sobre el conjunto morsa-iceberg actúan dos fuerzas verticales, de las que indicamos sus módulos y sentidos:

    Peso total: P = PM + PI = 4900 + 8986,6*VI (en newtons), hacia abajo,

    Empuje del líquido: E = 9800*VI (en newtons), hacia arriba
    Luego, aplicas la Primera Ley de Newton (observa que consideramos un eje de posiciones OY con dirección vertical y sentido positivo hacia abajo), y queda la ecuación:

    P - E = 0, sumas E en ambos miembros, y queda:

    P = E, sustituyes las expresiones de los módulos de las fuerzas, y queda:

    4900 + 8986,6*VI = 9800*VI, restas 9800*VI y restas 4900 en ambos miembros, y queda:

    -813,4*VI = -4900, divides por -813,4 en ambos miembros, y queda:

    VI  6,024 m3.

    Luego, puedes concluir que el volumen mínimo que debe tener el iceberg es el que corresponde al valor remarcado.

    Espero haberte ayudado.


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    SARA GARCÍA SERRA
    el 3/6/19

    Estoy en el tema de electromagnetismo, preparándome para selectividad. Me piden la ecuacion de la fuerza electromotriz para unos datos concretos, que calcule dicha fem para un tiempo concreto y después que represente gráficamente la relación entre la fem y el tiempo para dos períodos enteros. Mi duda es la siguiente: cuando calculo el valor de fem para un tiempo concreto (usando la fórmula BSwsin(wt)), introduzco los datos en la calculadora en grados. Pero al calcular varios valores para representar gráficamente la fem respecto el tiempo, tengo que poner la calculadora en modo radianes (lo cual tiene sentido); entonces ¿por qué siendo la misma fórmula tengo que usar dos modos distintos en la calculadora, primero en grados y luego en radianes? Lo he comprovado y si no se hace así, no sale el ejercicio. El enunciado exacto es el siguiente:

    Una bobina que está formada por 200 espiras cuadradas de 4 cm de lado se encuentra en una región del espacio donde se sitúa un campo magnético uniforme. El campo magnético es uniforme y perpendicular al eje de giro de la bobina, de valor 1,25 · 10^{-2} T (X).

    a) Escribe la ecuación de la fuerza electromotriz que se generará en la bobina cuando gire a un ritmo constante de 10 vueltas cada segundo. Considerad que, en el tiempo inicial igual a cero, los vectores superficie y campo magnético son paralelos. Calculad, para t = 1,28s, el valor de la fuerza electromotriz de la bobina.

    b) Representad la fuerza electromotriz en función del tiempo para dos períodos enteros y determinad el valor máximo y eficaz que se generará en la bobina.


    Gracias!


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    Nybhrum
    el 3/6/19

    A ver, yo creo que es asi:

    En el tiempo inicial, (t=0), los vectores superficie y campo magnetico son paralelos, por esto, cuando t=0 sabes que el flujo sera maximo (cos0=1).

    Independientemente de si estas en radianes o grados, el coseno de 0 es cero, cero "no tiene unidades", te es lo mismo tener cero radianes que cero grados. 

    Para t=1.28 tienes que derivar el flujo en funcion del tiempo, sustituir y ya.

    En el b, tienes que representar el valor de la fem en funcion del tiempo, teniendo en cuenta que la fase esta en radianes.

    SIEMPRE que tengas un movimiento dentro de una funcion trigonometrica, va a estar en radianes, y si no te lo dan en radianes, pasalo a radianes porque te puedes confundir mas adelante cuando necesites el periodo, frecuencia, etc.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 3/6/19

    Planteas la expresión del área de cada una de las espiras, y queda:

    A = L2 = (4*10-2)2 = 16*10-4 = 1,6*10-3 m2.

    Luego, planteas la expresión del flujo que atraviesa a cada espira  en un instante cualquiera(aquí consideramos que la dirección del campo magnético y la dirección perpendicular a la superficie de las espiras determina un ángulo θ), y queda:

    Φe = B•A, desarrollas el producto escalar, y queda:

    Φe = B*A*cosθ = 1,25*10-2*1,6*10-3*cosθ = 2*10-5*cosθ (en Wb).

    Luego, planteas la expresión del flujo total que atraviesa la bobina en un instante cualquiera, y queda:

    Φ = N*Φe = 200*2*10-5*cosθ = 400*10-5*cosθ = 4*10-3*cosθ (1) (en Wb). 

    Luego, tienes que la frecuencia de giro de la bobina es: f = 10 v/s, por lo que la expresión de su rapidez angular de giro queda:

    ω = 2π*f = 2π*10 = 20π rad/s.

    Luego, planteas la expresión de la posición angular (consideramos que es igual a cero en el instante inicial), y queda:

    θ = ω*t = 20π*t (en rad) (2).

    Luego, sustituyes la expresión señalada (2) en la expresión del flujo total señalada (1), y queda:

    Φ = 4*10-3*cos(20π*t),

    cuya derivada con respecto al tiempo queda expresada (observa que debes aplicar la Regla de la Cadena):

    dΦ/dt = 4*10-3*( -sen(20π*t) )*20π, resuelves el coeficiente, y queda:

    dΦ/dt = -8π*10-2*sen(20π*t) (en Wb/s) (3).

    Luego, aplicas la Ley de Faraday-Lenz, y la expresión de la fuerza electromotriz inducida en la bobina como función del tiempo queda:

    εi(t) = -dΦ/dt, sustituyes la expresión señalada (3) en el segundo miembro, resuelves signos, y queda:

    εi(t) = 8π*10-2*sen(20π*t) (en V).

    Luego, evalúas la expresión remarcada para el instante en estudio (t = 1,28 s), y queda:

    εi(1,28) = 8π*10-2*sen(20π*1,28) = 8π*10-2*sen(25,6π) ≅ -0,239 V.

    Luego, a partir de la expresión de la fuerza electromotriz que tienes remarcada, tienes:

    εiM = 8π*10-2 V ≅ 0,251 V (valor máximo de la fuerza electromotriz inducida),


    εiEf = 8π*10-2/√(2) V ≅ 0,178 V (valor eficaz de la fuerza electromotriz inducida).

    Te dejo la tarea de hacer la gráfica de la función fuerza electromotriz inducida.

    Espero haberte ayudado.

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    SARA GARCÍA SERRA
    el 3/6/19

    Muchas gracias a ambos. Pero mi duda no es tanto la resolución del ejercicio, sino saber por qué tengo que usar grados al aplicar la fórmula de la fem en el tiempo 1.28 y en cambio cuando doy distintos valores de tiempo para realizar el gráfico, debo utilizar radianes.

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    Nybhrum
    el 3/6/19

    Unidades, SIEMPRE que tengas radianes en el coseno, tienes que tener la calculadora en radianes.

    Si te dicen:

    La superficie de una espira es perpendicular al campo electrico presente, el angulo que forman campo y superficie son constantes, por eso puedes usar grados.

    Si por el contrario te dicen:

    Una espira gira en torno a su eje con una velocidad X, la velocidad la mediras en radianes/segundo, por eso tienes que tener la calculadora en radianes.


    Si en tu caso, te ha dado bien sin seguir ese "principio", debe de haber sido casualidad.

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