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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Cristina
    el 11/8/19

    Me ayudan con este problema porfa


    Una conductora que circula por un tramo rectilíneo de autovía a 120km/h observa que,a 100m de distancia, se encuentra un gato en medio de ma carretera:

    A) que aceleración debe comunicar al coche para no atropellarlo

    B) cuanto tiempo tarda en detenerse

    C) si no hubiese frenado cuanto tiempo habría tardado en alcanzar al gato??

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    Alejandro Colocho
    el 11/8/19

    Espero que te sirva.


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    Esperanza
    el 11/8/19

    Necesito ayuda para resolver este problema:

    Un ratoncito se encuentra corriendo dentro de una rueda de 5cm de radio con una rapidez constante de 0,2m/s.¿Cuántas vueltas ha dado si recorre 22hm?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/8/19

    Tienes el valor del radio de la rueda:

    R = 5 cm = 0,05 m.

    Tienes el valor de la rapidez lineal:

    v = 0,2 m/s.

    Tienes el valor de la longitud de arco recorrida:

    Δs = 22 Hm = 2200 m.

    Luego, planteas la expresión del arco correspondiente a la longitud de arco recorrida, y queda:

    Δθ = Δs/R = 2200/0,05 = 44000 rad;

    luego, planteas la expresión del perímetro de la trayectoria circunferencial, y queda:

    P = 2π*R = 2π*0,05 = 0,1π m.

    Luego, planteas la expresión de la longitud del arco recorrido en función del perímetro recorrido y de la longitud de arco recorrida correspondiente cantidad de vueltas dadas por el móvil (N), y queda:

    N*P = Δs, divides por P en ambos miembros, y queda:

    N = Δs/P = 2200/(0,1π) = 22000/π vueltas ≅ 7002,817 vueltas.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Ocampo
    el 10/8/19

    Tengo una discursion con unos amigos y el caso es que yo digo que si tiro un ''baso de tubo de cristal'' (400g aprox.)desde un avion y cae sobre una playa de arena suabe no se rompe y ellos dicen que si ** Yo pienso que no porque el viento lo frena y no cae con la suficiente fuerza como para romperse** ayudadme porfavor!!!!! Jajjajja

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    Raúl RC
    el 20/8/19

    entrariamos en un debate demasiado complejo sobre aspectos relacionados con el límite elástico del material del vaso de tubo, etc. Pero por normal general se romperá

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    Natasha Gutierrez Bordallo
    el 9/8/19

    En el vídeo del péndulo dice que este describe un movimiento armónico simple.

    Pero... ¿en el eje horizontal, vertical o ambos?

    muchas gracias y un saludo

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 9/8/19

    En el péndulo matemático, y con oscilaciones de amplitud muy pequeña, tienes que la trayectoria del móvil se encuentra sobre un arco de circunferencia muy pequeño, por lo que se acepta considerarlo como un segmento (trozo de recta), que está incluido en el eje OX, que en este caso es horizontal, con origen de coordenadas en el punto de equilibrio (o centro de oscilación), y, además, se define un eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, sobre la recta en la que se encuentra el hilo cuando el móvil se encuentra en su posición de equilibrio. 

    Espero haberte ayudado.

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    intento aprender
    el 8/8/19

        os dejo otro problema  el apartado a si lo he sacado pero en el apartado b, cuando voy a sustitur el coeficiente de rozamiento para sacar la FN y poder seguir sustituyendo en la ecuacion, al ser el valor 0..... como algo dividido por 0 no da nada, me sale error, entonces la respuesta para el apartado b es que no puede no haber un coeficiente de rozamiento con valor 0 ¿no ?  gracias por la ayuda que me podais dar. saludos.


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 9/8/19

    a)

    Observa que sobre el bloque m están aplicadas dos fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:

    Peso: Pm = m*g, vertical, hacia abajo;

    Tensión de la cuerda: T, vertical, hacia arriba;

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

    T - Pm = 0, aquí sustituyes la expresión del módulo del peso, y luego despejas: T = m*g (1).

    Observa que sobre el bloque m0 están aplicadas dos fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:

    Peso: P0 = m0*g, vertical, hacia abajo;

    Acción normal del bloque M: NMm0, vertical, hacia arriba;

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

    NMm0 - P0 = 0, aquí sustituyes la expresión del módulo del peso, y luego despejas: NMm0 = m0*g (2).

    Observa que sobre el bloque m0 están aplicadas cuatro fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:

    Peso: PM = M*g, vertical, hacia abajo;

    Reacción normal del bloque m0: NMm0, vertical, hacia abajo;

    Acción normal de la superficie de apoyo: NM, vertical, hacia arriba;

    Tensión de la cuerda: T, horizontal, hacia la derecha;

    Rozamiento estático máximo de la superficie de apoyo: freμe*NM, horizontal, hacia la izquierda;

    luego, aplicas la Primera Ley de Newton (consideramos un eje OX horizontal con sentido positivo hacia la derecha, y un OY vertical con sentido positivo hacia arriba), y queda el sistema de ecuaciones:

    T - fre = 0,

    NM - NMm0 - PM = 0,

    sustituyes expresiones en ambas ecuaciones, y queda:

    T - μe*NM = 0 (3),

    NM - NMm0 - M*g = 0 (4);

    y solo queda que sustituyas las expresiones señaladas (1) (2) en las ecuaciones señaladas (3) (4), para luego resolver el sistema (te dejo la tarea).

    b)

    Observa que si no tienes rozamiento entre la superficie de apoyo y el bloque M, entonces tienes que el sistema está acelerado, ya que no existen fuerzas que equilibren a la tensión de la cuerda. Además, si no tienes rozamiento entre el bloque M y el bloque m0, entonces tienes que sobre este último no están aplicadas fuerzas horizontales, por lo que tienes que este bloque permanece en reposo, y solo se desplazan los bloques m y M; pero, si sí tienes rozamiento entre ellos, entonces tienes que existe la posibilidad que el sistema esté acelerado, pero con los bloques M y m0 desplazándose juntos.

    Espero haberte ayudado.

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    intento aprender
    el 8/8/19


    Hola, se trata de un problema de palancas.
    Me gustariá  saber  en que me he podido confundir para que el signo de la Fuerza normal que se pide en el apartado d no me de con el mismo signo que la solución que da la profesora en el problema. A mi me ha salido con signo - , por lo que que el sentido de esa fuerza en la palanca sería hacia abajo. entonces al darme (-) entiendo que se trata de una palanca de tipo 3 . pero en las soluciones podréis ver que sale +, asi que no se en la ecuación de Fuerza total donde me he podido confundir...

    gracias por la info que me podais dar. Saludos




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    Antonio Silvio Palmitano
    el 9/8/19

    Considera un sistema de referencia con eje OX horizontal con sentido positivo hacia la derecha, con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, con origen de coordenadas en el punto O y con sentido de giro positivo antihorario, todo según tu figura.

    Luego, observa que sobre el antebrazo tienes aplicadas tres fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones, sentidos, y brazos de momento con respecto al punto O:

    Peso: P = M*g = 1,2*9,8 = 11,76 N, vertical, hacia abajo, dP = 20 cm = 0,2 m;

    Fuerza muscular: Fm, vertical, hacia arriba, dFm = 5 cm = 0,05 m;

    Acción normal del punto de apoyo: FN, vertical, suponemos por el momento que hacia arriba, dFN = 0.

    Luego, aplicas la Primera Ley de Newton (para traslaciones, y también para giros), y queda:

    FN + Fm - P = 0,

    +dFm*Fm - dP*P + dFN*dFn = 0;

    luego, sustituyes las expresiones de los módulos de las fueras y de los brazos de momento, y queda:

    FN + Fm - 11,76 = 0 (1),

    +0,05*Fm - 0,2*11,76 + 0*dFn = 0 (2);

    luego, resuelves términos y cancelas el término nulo en la ecuación señalada (2), y queda:

    +0,05*Fm - 2,352 = 0, de aquí despejas:

    Fm = 2,352/0,05, resuelves, y queda:

    Fm = 47,04 N;

    luego, reemplazas el valor remarcado en la ecuación señalada (1), y queda:

    FN + 47,04 - 11,76 = 0, reduces términos numéricos, y queda:

    FN + 35,28 = 0, restass 35,28 en ambos miembros, y queda:

    FN = -35,28 N,

    y observa que el signo negativo solamente te indica que el sentido que hemos supuesto para esta fuerza (recuerda que supusimos que era hacia arriba) no es el correcto, sino que su sentido es hacia abajo.

    Observa que si hubiésemos supuesto desde un principio que el sentido de esta fuerza era hacia abajo, entonces cambiarían todos los signos de los términos correspondientes a ella, y el sistema cuyas ecuaciones hemos señalado (1) (2) quedaría:

    -FN + Fm - 11,76 = 0 (1),

    +0,05*Fm - 0,2*11,76 - 0*dFn = 0 (2);

    y hubiésemos llegado a un resultado positivo, que sería: FN = +35,28 N.,

    y el módulo de la fuerza muscular hubiese quedado expresado: Fm = 47,04 N.

    Espero haberte ayudado.

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    María
    el 8/8/19

    Buenas, me gustaría saber porqué utiliza la primera masa cuando N=P si es a la segunda masa a la que se le aplica la fuerza 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 8/8/19

    A ver si te ayudo con este desarrollo un poco más detallado.

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

    Luego, observa que sobre el bloque señalado (1) están aplicadas tres fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos: 

    Peso: P1 = M1*g, vertical, hacia abajo;

    Acción normal del bloque señalado (2): N12, vertical, hacia arriba;

    Rozamiento estático máximo del bloque (2): fre12 = μe*N12horizontal, hacia la derecha;

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

    fre12 = M1*a,

    N12 - P1 = 0;

    luego, sustituyes las expresiones de los módulos de las fuerzas, y queda:

    μe*N12 = M1*a,

    N12 - M1*g = 0, de aquí despejas: N12 = M1*g;

    luego, sustituyes esta última expresión remarcada en la primera ecuación, y queda:

    μe*M1*g = M1*a, aquí divides por M1 en ambos miembros, y luego despejas: a = μe*g.

    Luego, observa que sobre el bloque señalado (2) están aplicadas cinco fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos: 

    Peso: P2 = M2*g, vertical, hacia abajo;

    Reacción normal del bloque señalado (1): N12, vertical, hacia abajo;

    Acción normal del suelo: N2, vertical, hacia arriba;

    Reacción al rozamiento estático máximo del bloque (1): fre12 = μe*N12horizontal, hacia la izquierda;

    Fuerza externa aplicada: F, horizontal, hacia la derecha;

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

    F - fre12 = M2*a,

    N2 - N12 - P2 = 0;

    luego, sustituyes las expresiones de los módulos de las fuerzas aplicadas sobre el bloque señalado (2), y queda:

    F - μe*N12 = M2*a,

    N2 - N12 - M2*g = 0;

    luego, sustituyes las expresiones del módulo de la acción-reacción normal mutua de los bloques, y del módulo de la aceleración del conjunto formado por los dos bloques, que tienes remarcadas, y queda:

    F - μe*M1*g = M2*μe*g, y de aquí despejas: F = μe*(M1 + M2)*g,

    N2 - M1*g - M2*g = 0, y de aquí despejas: N2(M1 + M2)*g.

    Espero haberte ayudado.

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    Alba
    el 8/8/19

    Me gustaría saber si el ejercicio está correctamente solucionado o también haría falta realizarlo cuando el bloque baja, el enunciado es el siguiente:

    Desde la base de un plano inclinado 45°, se lanza hacia arriba un bloque con una cierta velocidad inicial. Sube hasta un punto y regresa al punto inicial. Si el tiempo de bajada es el doble del tiempo de subida, halle el coeficiente dinámico de fricción entre el bloque y el plano.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 16/8/19

    Consideramos para el ángulo de 45°: cos(45°) = 0,71 y sen(45°) = 0,71; y consideramos que el módulo del desplazamiento del bloque sobre el plano es L.

    Luego, vamos con un planteo por etapas.

    1°)

    El bloque asciende por la rampa (observa que la fuerza de rozamiento es paralela a la rampa con sentido hacia abajo).

    Estableces un sistema de referencia con instante inicial: ti = 0 correspondiente al inicio del movimiento de ascenso del bloque, con eje OX paralelo a la rampa con sentido positivo hacia arriba, y con eje OY perpendicular a la rampa con sentido positivo hacia arriba.

    Luego, observa que sobre el bloque están aplicadas tres fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:

    Peso: P = M*g, vertical, hacia abajo;

    Acción normal de la rampa: N, perpendicular a la rampa, hacia arriba;

    Rozamiento dinámico de la rampa, fr = μ*N, paralela a la rampa, hacia abajo;

    luego, aplicas la Segunda Ley de Newton, y queda el sistema de ecuaciones:

    -P*sen(45°) - fr = M*a1,

    N - P*cos(45°) = 0;

    luego, resuelves el sistema (te dejo la tarea), y queda:

    N = 0,71*M*g,

    a1 = -0,71*(1+μ)*g;

    luego, planteas la ecuación velocidad-desplazamiento de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:

    v2 - vi2 = 2*a1*Δx, aplicas la condición de llegada al punto más alto (v = 0), y queda:

    -vi2 = 2*a1*Δx, sustituyes la expresión de la aceleración y del módulo del desplazamiento, y queda:

    -vi2 = -1,42*(1+μ)*g*L, multiplicas en ambos miembros por -1, y queda:

    vi2 = 1,42*(1+μ)*g*L (*);

    luego, planteas la ecuación tiempo-velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:

    v = vi + a1*t1aplicas la condición de llegada al punto más alto (v = 0), y queda:

    = vi + a1*t1, restas a1*t1 en ambos miembros, y queda:

    -a1*t1 = vi, multiplicas por -1 en ambos miembros, y queda:

    a1*t1 = -vi, sustituyes la expresión de la aceleración, resuelves signos, y queda:

    0,71*(1+μ)*g*t1 = vi, elevas al cuadrado en ambos miembros, resuelves, y queda:

    0,50*(1+μ)2*g2*t12 = vi2,  sustituyes la expresión del primer miembro en la ecuación señalada (*), y queda:

    0,50*(1+μ)2*g2*t12 = 1,42*(1+μ)*g*L, divides en ambos miembros por 0,50*(1+μ)*g, y queda:

    (1+μ)*g*t12 = 2,82*L (1).

    2°)

    El bloque desciende por la rampa (observa que la fuerza de rozamiento es paralela a la rampa con sentido hacia arriba).

    Estableces un sistema de referencia con instante inicial: ti = 0 correspondiente al inicio del movimiento de descenso del bloque, con eje OX paralelo a la rampa con sentido positivo hacia abajo, y con eje OY perpendicular a la rampa con sentido positivo hacia arriba.

    Luego, observa que sobre el bloque están aplicadas tres fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:

    Peso: P = M*g, vertical, hacia abajo;

    Acción normal de la rampa: N, perpendicular a la rampa, hacia arriba;

    Rozamiento dinámico de la rampa, fr = μ*N, paralela a la rampa, hacia arriba;

    luego, aplicas la Segunda Ley de Newton, y queda el sistema de ecuaciones:

    P*sen(45°) - fr = M*a2,

    N - P*cos(45°) = 0;

    luego, resuelves el sistema (te dejo la tarea), y queda:

    N = 0,71*M*g,

    a2 = 0,71*(1-μ)*g;

    luego, planteas la ecuación tiempo-desplazamiento de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, cancelas términos nulos, y queda:

    Δx = (1/2)*a2*t22sustituyes la expresión del módulo del desplazamiento, y queda:

    (1/2)*a2*t22sustituyes la expresión de la aceleración, y queda:

    = 0,355*(1-μ)*g*t22,

    sustituyes la expresión del intervalo de tiempo en función de su correspondiente en la etapa de ascenso que tienes en tu enunciado, y queda:

    = 0,355*(1-μ)*g*(2*t1)2, resuelves la potencia, resuelves el coeficiente, y queda:

    L = 1,42*(1-μ)*g*t12 (2).

    3°)

    Sustituyes la expresión señalada (2) en la ecuación señalada (1), y queda:

    (1+μ)*g*t12 = 2,82*1,42*(1-μ)*g*t12, resuelves el coeficiente en el segundo miembro, y queda:

    (1+μ)*g*t12 = 4*(1-μ)*g*t12, divides por g*t12 en ambos miembros, y queda:

    1 + μ = 4*(1 - μ), distribuyes el segundo miembro, y queda:

    1 + μ = 4 - 4*μ, sumas 4*μ y restas 1 en ambos miembros, y queda:

    5*μ = 3, divides por 5 en ambos miembros, y queda:

    μ = 3/5 = 0,6.

    Espero haberte ayudado.

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    Cristina
    el 8/8/19

    Esta bien resuelto?? Sino es así como sería?

    Que altura habría que ascender en la atmósfera para que la presión atmosférica descienda 1mm de Hg?


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 8/8/19

    Has expresado correctamente a la variación de la presión atmosférica en Pascales:

    Δp = 1 mm(Hg) = 101300/760 ≅ 133,289 Pa.

    Luego, tienes el valor de la densidad de masa del aire, y observa que debes corregir su valor expresado en unidades internacionales:

    δai = 1,3 g/L = 1,3 g/dm3 = 1,3*0,001/0,001 = 1,3 Kg/m3.

    Luego, planteas la expresión de la variación de presión en función de la variación de altura, y queda:

    δai*g*Δh = Δp,

    divides en ambos miembros por δai y por g, y queda:

    Δh = Δp/(δai*g),

    reemplazas valores, y queda

    Δh  133,289/(1,3*9,8) 10,462 m.

    Espero haberte ayudado.

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    Cristina
    el 7/8/19

    Como se resolvería?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 7/8/19

    Establece un sistema de referencia con origen de coordenadas a nivel del suelo, con eje de posiciones (alturas) OY con dirección vertical y sentido positivo hacia arriba.

    Luego, tienes los datos iniciales:

    M = 5 Kg (masa del móvil),

    yi = 20 m (posición inicial del móvil)

    vi = 0 (rapidez inicial del móvil, que suponemos parte desde el reposo),

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

    luego, planteas la expresión de la energía mecánica inicial del móvil, y queda:

    EMi = EPgi + ECti, sustituyes las expresiones de la energía potencial gravitatoria y de la energía cinética de traslación, y queda:

    EMi = M*g*yi + (1/2)*M*vi2, aquí cancelas el último término (observa que es igual a cero), y queda:

    EMi = M*g*yi (1).

    Luego, tienes los datos del instante en estudio:

    ya = 5 m (posición del móvil),

    va = a determinar (rapidez del móvil);

    luego, planteas la expresión de la energía mecánica del móvil en este instante, y queda:

    EMa= EPga + ECta, sustituyes las expresiones de la energía potencial gravitatoria y de la energía cinética de traslación, y queda:

    EMa = M*g*ya + (1/2)*M*va2 (2).

    a)

    Planteas la expresión de la variación de energía potencial gravitatoria del móvil, y queda:

    ΔEPg = EPga - EPgi, sustituyes las expresiones de las energías potenciales, y queda:

    ΔEPg = M*g*ya - M*g*yi, extraes factores comunes, y queda:

    ΔEPg = M*g*(ya - yi), reemplazas valores, y queda:

    ΔEPg = 5*9,8*(5 - 20), resuelves, y queda:

    ΔEPg = -735 J, y observa que el signo negativo señala que ha disminuido la energía potencial gravitatoria del móvil.

    b)

    Observa que no se consideran las fuerzas disitpativas (rozamientos), y observa también que no están aplicadas fuerzas externas que aporten energía al móvil, por lo que planteas conservación de la energía mecánica, y queda la ecuación:

    EMa = EMi, sustituyes las expresiones señaladas (2) (1), y queda:

    M*g*ya + (1/2)*M*va2 = M*g*yi, multiplicas por 2 y divides por M en todos los términos, y queda:

    2*g*ya + va2 = 2*g*yi, restas 2*g*ya en ambos miembros, y queda:

    va2 = 2*g*yi - 2*g*ya, extraes factores comunes en el segundo miembro, y queda:

    va2 = 2*g*(yi - ya), extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros, y queda:

    va√( 2*g*(yi - ya) ), aquí reemplazas valores, y queda:

    va = √( 2*9,8*(20 - 5) ), resuelves, y queda:

    va = √(294) m/s ≅ 17,146 m/s

    c)

    Tienes los datos del nuevo instante en estudio:

    yc = 0 (el móvil está a punto de chocar contra el suelo),

    vc = a determinar (rapidez del móvil en este instante);

    luego, planteas la expresión de la energía mecánica del móvil en este instante, y queda:

    EMc= EPgc + ECtc, sustituyes las expresiones de la energía potencial gravitatoria y de la energía cinética de traslación, y queda:

    EMc = M*g*yc + (1/2)*M*vc2, cancelas el primer término de esta expresión (observa que es igual a cero), y queda:

    EMc = (1/2)*M*vc2 (3);

    luego, planteas conservación de la energía, y queda la ecuación:

    EMc = EMi, sustituyes las expresiones señaladas (3) (1), y queda:

    (1/2)*M*vc2 = M*g*yi, multiplicas por 2 y divides por M en ambos miembros, y queda:

    vc2 = 2*g*yi, extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros, y queda:

    vc√(2*g*yi), aquí reemplazas valores, y queda:

    vc = √(2*9,8*20), resuelves, y queda:

    vc = √(392) m/s ≅ 19,799 m/s.

    Espero haberte ayudado.

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