Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Bryan
    el 14/12/18

    Hola unicoos, me podrían ayudar a resolver el siguiente ejercicio por favor.
    P.D.: No entiendo para qué me sirve el dato del potencial eléctrico.

    9.- Un ion con carga +2e tiene una masa de 3.2×10^-26 kg. Se acelera desde el reposo por una diferencia de potencial de 900 V, luego el ion entra perpendicularmente en un campo magnético uniforme de 0.98 T. Calcule la velocidad del ion y el radio de su órbita dentro del campo.

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    Jerónimo
    el 14/12/18

    Aplicando la ley de la conservación de la energía mecánica dentro del campo eléctrico acelerador resulta que el aumento de la energía cinética que experimentan los iones es: 1/2mv²=qΔV  

    q=2x1,6x10^-19

    v=√(2qV)/m =√(4x1,6x10^-19x900)/3,2x10^-26= 1,34x10^5 m/s

    A continuación el ion penetra perpendicular en un campo magnético,  sobre él actúa la fuerza de Lorentz que le obliga a describir una trayectoria circular. Aplicando la segunda ley de Newton: mv²/R= q(vxB), v y B son perpendiculares, sen90º=1

    R=mv/qB=3,2x10^-26x1,34x10^5/(3,2x10^-19x0,98)=0,0136 m 

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    Rocio Redero Conde
    el 13/12/18

    Por favor me podéis ayudar con esta pregunta de examen:

    Una espira de corriente circular está situada en el plano XY con centro en el origen y encierra una superficie de 50cm2. Por la espira circula una corriente de 0,75A en sentido horario.

    a)Calcula el módulo del campo magnético generado por la espira en el origen.

    b)Se coloca la espira en el interior de un solenoide de 1500 vueltas por metro que conduce una corriente de 35mA en la misma dirección y sentido opuesto que la espira anterior. Determina en este caso el módulo del campo magnético en el origen(centro de la espira).

    Datos: permeabilidad magnética en el vacío: µ0=4η10∧-7NA∧-2

    Gracias

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    Jerónimo
    el 14/12/18

    Campo magnético en un solenoide

    a) Aplicas la ley de Biot y Savart para calcular el campo magnético B creado por una espira en su centro. B=μoI/2R.

    Para sacar el radio  S=πR².

    b) Para calcular B en un solenoide B= NµoI/L siendo N=1500 , I=35x10^-3 A y L=1m

    Como  los sentidos de las corrientes son opuestos , al final tendrás que restar los campos magnéticos , para sacar el módulo del B resultante.

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    Alexromam Abdila
    el 13/12/18

    Hola buenas necesito ayuda con este ejercicio que no me sale. Gracias de antemano 


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/12/18

    Recuerda la expresión del flujo magnético (observa que indicamos con negrita a las magnitudes vectoriales):

    Φ = BA

    luego si consideras que el vector normal al área de la espira es saliente, desarrollas el producto escalar, y queda:

    Φ = B*A*cos(0), resuelves, y queda:

    Φ = B*A (1).

    Luego, diferencias en ambos miembros de la ecuación señalada (1), y queda:

    dΦ = dB*A + B*dA (2).

    a)

    Tienes que el campo magnético es constante, por lo que tienes: dB = 0,

    reemplazas este valor en la ecuación señalada (2), cancelas el término nulo, y queda:

    dΦ = B*dA,

    expresas al diferencial de área en función de la longitud de la varilla y del módulo de la velocidad de la varilla, y queda:

    dΦ = B*L*v*dt,

    luego, a partir de la definición de diferencial de una función: df = (df/dt)*dt, tienes que la derivada del flujo magnético con respecto al tiempo queda:

    dΦ/dt = B*L*v;

    luego, recuerda la Ley de Lenz, y tienes que el área de la espira aumenta, por lo que se induce una corriente que genera un campo magnético entrante, para oponerse al aumento del flujo debido al aumento del área de la espira.

    b)

    Tienes la expresión del campo magnético variable:

    B = 5*t, diferencias con respecto al tiempo, y queda:

    dB = 5*dt (3);

    luego, tienes que el área de la espira es constante, por lo que tienes: dA = 0,

    reemplazas este valor en la ecuación señalada (2), cancelas el término nulo, y queda:

    dΦ = dB*A, sustituyes la expresión señalada (3), y queda:

    dΦ = 5*dt*A, ordenas factores, y queda:

    dΦ = 5*A*dt, 

    luego, a partir de la definición de diferencial de una función: df = (df/dt)*dt, tienes que la derivada del flujo magnético con respecto al tiempo queda:

    dΦ/dt = 5*A;

    luego, recuerda la Ley de Lenz, y tienes que el módulo del campo magnético aumenta, por lo que se induce una corriente que genera un campo magnético entrante, para oponerse al aumento del flujo debido al aumento del módulo del campo magnético que atraviesa la espira.

    Luego, queda que hagas los cálculos, y tendrás los valores del flujo magnético en cada caso.

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

    Espero haberte ayudado.

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    Guadalupe Cobos
    el 13/12/18

    Hola necesito ayuda urgente con el problema 6 de termodinámica, la duda principal es como sacar la temperatura y el numero de moles, gracias.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 14/12/18

    A ver si te ayudo con todo ésto.

    Planteas la ecuación general de estado, y queda:

    p*V = nR*T, de donde puedes despejar: T = p*V/(nR) (1).

    Luego, diferencias en ambos miembros de la ecuación general de estado, y queda:

    dp*V + p*dV = nR*dT (2), de donde puedes despejar: dT = (V*dp + p*dV)/(nR) (3).

    Luego, tienes el primer tramo del ciclo:

    a)

    Transformación isotérmica, por lo que tienes:

    dT = 0 y Ta = constante;

    y luego tienes:

    dU = n*cv*dT = n*cv*0 = 0, por lo que tienes que la energía interna es constante, y puedes plantear: ΔUa = 0.

    Luego, planteas la expresión del diferencial de trabajo, y queda:

    dW = p*dV, depejas p de la ecuación general de estado, sustituyes, y queda:

    dW = nR*Ta*dV/V, integras en ambos miembros, y queda:

    W = nR*Ta*[ln(V)], evalúas entre V = 4 y V = 8, y queda:

    W =  nR*Ta*( ln(8) - ln(4) ), aplicas la propiedad del logaritmo de una división, y queda:

    W =  nR*Ta*ln(2) (4);

    luego, con los datos del punto (1) y la expresión de la temperatura (Ta), sustituyes en la ecuación señalada (1), y queda:

    Ta = 4*40/(nR) = 160/(nR),

    luego sustituyes esta última ecuación en la expresión del trabajo señalada (4), y queda:

    Wa = nR*( 160/(nR) )*ln(2) = simplificas = 160*ln(2) kPa*L = 160*ln(2) J.

    Luego, planteas la ecuación calor-energía-trabajo, y queda:

    Qa = ΔUa + Wa = 0 + 160*ln(2) = 160*ln(2) J.

    Luego, puedes emplear procedimientos similares para sustituir las expresiones de la temperatura (T) o del diferencial de temperatura (dT) en los cálculos de los demás tramos.

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

    Espero haberte ayudado.


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    Ismael G.R.
    el 13/12/18

    iconDante Ismael 
    hace 19 horas, 25 minutos

    Hola, me gustaría que me ayudaran con este ejercicio. Lo resolví pero no se si está del todo bien, quisiera saber si me pueden verificar los resultados o señalar en que me equivoque, se los agradecería. Adjunto el enunciado y el respectivo desarrollo que realice, saludos.


    1.- Un vehículo monorriel experimental se mueve por una vía circunferencial de 700[m] de radio. Parte del reposo, se mueve con un movimiento circunferencial uniformemente acelerado y a los 50[s] su rapidez es de 35,0[km/h].

    Determine:

    (a) Aceleración tangencial en el instante t = 70[s] y t = 90[s]

    (b) Aceleración normal o centrípeta en el instante t = 70[s]

    (c) La aceleración en el instante t = 70[s]

    (d) Rapidez angular a los 45[s]

    (e) Número de vueltas dado por el vehículo hasta t = 3,5[h]


    Desarrollo: 



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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/12/18

    Tienes los datos de tu enunciado:

    R = 700 m (radio de la trayectoria),

    ti = 0 (instante inicial),

    vi = 0 (rapidez tangencial inicial),

    tr = 50 s (instante de referencia),

    vr = 35 Km/h = 35*1000/3600 ≅ 9,722 m/s (rapidez tangencial de referencia);

    luego, planteas la expresión del módulo de la aceleración tangencial, y queda:

    aT = (vr - vi) / (tr - ti≅ (9,722 - 0) / (50 - 0) ≅ 9,722/50 ≅ 0,194 m/s2.

    a)

    Como tienes que el móvil se desplaza con Movimiento Circunferencial Uniformemente Acelerado,

    tienes que la aceleración tangencial tiene módulo constante en todo instante,

    y su valor es el que hemos remarcado.

    b)

    Planteas la expresión del módulo de la rapidez tangencial en función del tiempo, y queda:

    v = vi + aT*(t - ti),

    reemplazas valores (observa que tienes el instante en estudio: t = 70 s), cancelas términos nulos, y queda:

    v ≅ 0,194*70 ≅ 13,580 m/s;

    luego, planteas la expresión del módulo de la aceleración normal, y queda:

    aN = v2/R, reemplazas valores, y queda:

    aN ≅ 13,5802/700 ≅ 0,263 m/s2.

    c)

    Planteas la expresión del módulo de la aceleración resultante, y queda:

    a = √(aT2 + aN2), reemplazas los valores correspondientes al instante en estudio, y queda:

    √(0,1942 + 0,2632) ≅ √(0,107) ≅ 0,327 m/s2.

    Espero haberte ayudado.

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    umayuma
    el 12/12/18

    Considere dos cargas eléctricas puntuales de q1=2. 10−6 C y q2=−4. 10−6 C separadas 0,1m,¿en qué punto fuera del segmento el campo es nulo?

    0,24m a la izquierda de la carga positiva es el resultado.

    Respecto a los apuntes: ¿como se sabe la distancia x?

    También me parece que lo correcto sería decir que q1<q2(el punto en el que el campo es nulo está más cerca de la carga mas pequeña en valor absoluto,por la ley de Coulomb) y si llamamos x a la distancia a la que habría que colocar la carga q3 a la izquierda,no?


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    Raúl RC
    el 13/12/18

    Tienes un vídeo del profe donde trató este tema.

    https://www.youtube.com/watch?v=mIEKYQrb9Ng

    Espero te ayude, nos cuentas ;)

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    umayuma
    el 13/12/18

    Mis disculpas por no haber buscado una explicación en los vídeos del profe.

    El resultado que he hallado ha sido x=0,1m=10cm,¿en que me he equivocado? El resultado que he visto es 0,24 cm,¿es posible que haya mas de un punto de equilibrio donde los campos se anulen?

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    Juanita Perez
    el 12/12/18

    Buenas, no acabo de entender como se hacen los ejercicios de cuerpos en contacto ( dinamica). Por ejemplo: Dos bloques A y B, de 4kg y 2kg de masa respectivamente, se encuentran yuxtapuestos y apoyados en una superficie horizontal. Se ejerce una fuerza horizontal sobre el bloque A, el cual empuja a su vez al bloque B, que está en contacto con él. El conjunto experimenta una aceleración de 2 m/s al cuadrado como consecuencia de la fuerza aplicada. ¿Qué fuerza soporta cada bloque? SOL: 12N y 4N, respectivamente. 

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    Raúl RC
    el 13/12/18

    Si durante el movimiento de las masas se mantienen juntas, se pueden considerar una única partícula de masa mA+mB . Las dos masas se mueven con la misma aceleración, por lo que la Segunda Ley de Newton nos dice que para obtener la fuerza neta sobre cada masa

    FA=mA·a=(mA/(mA+mB)·F siendo la fuerza aplicada sobre el conjunto de ambas masas, con lo cual la primera masa soporta la fuerza F del conjunto de ambas  masas unidas:

    F=(mA+mB)·a=12 N

    Con lo cual:

    FB=(mB/(mA+mB)·F =4 N

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    Gustavo Landín Murillo
    el 12/12/18

    Necesito ayuda con esta pregunta: Una bola de billar de masa 160 g que se mueve horizontalmente a una velocidad de 1,5 m / s choca frontalmente contra una segunda bola de billar de masa 162 g que está en reposo. Como resultado del impacto, las dos bolas se mantienen unidas moviéndose en la misma dirección y sentido que la bola 1 inicialmente.

    La pregunta es: Calcular la velocidad que salen las 2 bolas después del choque. Lo que he hecho ha sido la formula de m1 x v1+ m2 x v2 = m1 x vf1 +m2 x vf2 , pero al sustitur los datos hay algo mal que hago y en vf1 no se si sería negativa pero en ese caso me salen resultados absurdos.

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    Raúl RC
    el 13/12/18

    El problemas que has tenido es que si las bolas permanecen juntas despues del choque tendrás una colision inelástica, en ella se cumple que:

    m1·v1+m2·v2=(m1+m2)·vf

    0,16·1,5+0=0,322·vf=>vf=0,745 m/s

    Mejor?

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    Rocio Redero Conde
    el 12/12/18

    Por favor me podéis ayudar con estas preguntas?

    1.- Necesitamos diseñar un ciclotrón capaz de acelerar protones hasta que su energía cinética alcance 30MeV. ¿Cuál ha de ser su radio si el campo magnético que podemos emplear es de 5T?Calcular la frecuencia.Datos. e=1,6x10∧-19C,m protón=1,67x10∧-27kg,1eV=1,6x10∧-19.

    2.-Dos hilos indefinidos y paralelos están separados una distancia d y transportan corrientes de intensidad I=5A en el mismo sentido. Determinar la distancia d para que la fuerza por unidad de longitud entre ellos sea de 10∧-5Nm∧-1.

    Gracias.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/12/18

    1)

    A partir de la expresión de la energía cinética:

    (1/2)*M*v2 = EC, 

    puedes despejar:

    v = √(2*EC/M) (*).

    Planteas la expresión del módulo de la fuerza de origen magnético que actúa sobre el protón, y queda:

    F = q*v*B (1);

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

    F = M*acp (2);

    luego, igualas las expresiones señaladas (1) (2), y queda:

    q*v*B = M*acp,

    sustituyes la expresión del módulo de la aceleración centrípeta, y queda:

    q*v*B = M*v2/R,

    multiplicas en ambos miembros por R, divides en ambos miembros por q*v*B, y queda:

    R = M*v / (q*B), 

    aquí sustituyes la expresión del módulo de la velocidad lineal del protón señalada (1), y queda:

    R = M*( √(2*EC/M) ) / (q*B)

    y solo queda que reemplaces valores y hagas el cálculo.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/12/18

    2)

    Planteas la expresión del módulo del campo magnético producido por uno de los cables sobre un punto del otro cable, y queda:

    B = μ0*I / (2π*d) (1).

    Planteas la expresión del módulo de la fuerza magnética aplicada sobre un punto del segundo cable por acción del campo magnético producido por el primer cable, y queda:

    F = I*L*B,

    divides en ambos miembros por L, y la expresión de la fuerza aplicada por unidad de longitud queda:

    F/L = I*B (2).

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

    F/L = μ0*I2 / (2π*d),

    multiplicas en ambos miembros por d, divides en ambos miembros por (F/L), y queda:

    d = μ0*I2 / ( 2π*(F/L) ),

    y solo queda que reemplaces valores y hagas el cálculo.

    Espero haberte ayudado.

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    DIEGO
    el 12/12/18

    Alguien me puede resolver este problema?

    Un cuerpo de 20kg se lanza por un plano horizontal con una velocidad inicial de 15m/s. El cuerpo recorre una distancia de 30m hasta que se para a causa del fregamiento. Calcula la fuerza de fregamiento entre el cuerpo y el plano.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/12/18

    Observa que sobre el cuerpo, y en la dirección de su desplazamiento, actúa solamente la fuerza de rozamiento, luego aplicas la Segunda Ley de Newton y tienes la ecuación:

    -fr = M*a, de donde puedes despejar: a = -fr/M (1).

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

    v2 - vi2 = 2*a*(x - xi),

    reemplazas datos: v = 0 (velocidad final), xi = 0 (posición inicial), y queda:

    -vi2 = 2*a*x,

    de aquí despejas:

    a = -vi2/(2*x) (2).

    Luego, igualas las expresiones señaladas (1) (2), y queda:

    -fr/M = -vi2/(2*x),

    multiplicas por -M en ambos miembros, y queda:

    fr = M*vi2/(2*x),

    reemplazas datos: M = 20 Kg, vi = 15 m/s, x = 30 m, y queda:

    fr = 20*152/(2*30), resuelves, y queda:

    fr = 75 N, que es el módulo de la fuerza de rozamiento.

    Espero haberte ayudado.

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