Foro de preguntas y respuestas de Física

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    David
    el 19/4/19

    me sale 5,8 m/s y 6,2 m/s (el criterio de este apartado es v2´negativa, no lo puse por no repetir) los apartados a y b, cuando aquí pone 5,9 y 6,3. Quiero pensar que no está bien puesta la solución, o algo no he visto al aplicar el problema. 


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 19/4/19

    Debes corregir: observa que en la situación inicial tienes que el patinador y la bola de nieve se desplazan juntos.

    A)

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

    Luego, planteas la expresión del impulso (cantidad de movimiento) inicial, y queda:

    pi = (MJ+Mb)*vJi = (60+1)*6 = 61*6 = 366 N*s. 

    Luego, planteas la expresión del impulso (cantidad de movimiento) final, y queda:

    pf = MJ*vJf + Mb*vbf = 60*vJf + 1*12 = 60*vJf + 12 (en N*s). 

    Luego, como no actúan fuerzas externas en el plano de movimiento, planteas conservación del impulso y queda la ecuación:

    pf = pi, sustituyes expresiones, y queda:

    60*vJf + 12 = 366, de aquí despejas:

    vJf = 354/60, resuelves, y queda:

    vJf = 5,9 m/s.

    B)

    Planteas la expresión del impulso (cantidad de movimiento) inicial, y queda:

    pi = (MJ+Mb)*vJi = (60+1)*6 = 61*6 = 366 N*s. 

    Luego, planteas la expresión del impulso (cantidad de movimiento) final, y queda:

    pf = MJ*vJf + Mb*vbf = 60*vJf + 1*(-12) = 60*vJf - 12 (en N*s). 

    Luego, como no actúan fuerzas externas en el plano de movimiento, planteas conservación del impulso y queda la ecuación:

    pf = pi, sustituyes expresiones, y queda:

    60*vJf - 12 = 366, de aquí despejas:

    vJf = 378/60, resuelves, y queda:

    vJf = 6,3 m/s.

    Espero haberte ayudado.


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    David
    el 19/4/19

    y tanto, porque pensaba que lo que hice estaba bien planteado.

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    Jesus Ortuño Saura
    el 19/4/19

    Un estudiante se encuentra a 3m del centro de una ventana de 1m de ancho y un bus que experimenta M.R.U. se mueve por una pista paralela a la ventana con una distancia de 87m. Si el bus de 10m de longitud fue observado por el estudiante durante 8s, ¿qué valor tiene la rapidez del bus (en Km/h)?
    a. 10
    b. 12
    c. 18
    d. 15
    e. 20

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 19/4/19

    Observa la figura, y observa que tienes dos triángulos superpuestos:

    el triángulo pequeño tiene:

    base:  b = 1 m, y altura: h = 3 m;

    el triángulo grande tiene:

    base: B = d, y altura: H = 90 m.

    Luego, observa que los triángulos son semejantes, ya que sus lados correspondientes son dos colineales y el tercero paralelo, por lo que puedes plantear la ecuación:

    B/b = H/h, y de aquí despejas:

    B = (H/b)*h, sustituyes expresiones, y queda:

    d = (90/3)*1 = 30 m.

    Luego, observa que el observador comienza viendo el paragolpes delantero del bus cuando este se encuentra en el punto A, y termina viendo el paragolpes trasero del bus cuando este se encuentra en el punto B, por lo que puedes plantear la ecuación (llamamos L = 10 m a la longitud del bus, y Δt = 8s al intervalo que transcurre entre las dos situaciones descritas):

    vb*Δt = d + L, divides en ambos miembros por Δt, y queda:

    vb = (d + L)/Δt, reemplazas valores, y queda:

    vb = (30 + 10)/8, resuelves, y queda:

    vb = 5 m/s = 5*3600/1000 = 18 Km/h,

    que es el valor de la rapidez del autobús, por lo que puedes concluir que la opción señalada (C) es la respuesta correcta.

    Espero haberte ayudado.

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    Chaky Funes
    el 19/4/19

    Hola , necesito ayuda con este ejercicio de calorimetria, para tener una idea de como se resuelven.. La respuesta es 100,49g Aprox.


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 19/4/19

    Observa que tienes un sistema que en su situación inicial tiene una masa de vapor, una masa de hielo, una masa de agua, y un recipiente, y observa que en su situación final tienes solamente agua y el recipiente.

    Luego, vamos por partes:

    1)

    Observa que la masa inicial de vapor se condensa ( recuerda que el calor latente de vaporización del agua es:

    Lv = 2257000 J/Kg, y que el calor específico del agua es: Ca = 4184 J/(°C*Kg) ), y luego se enfría hasta llegar a la temperatura final del sistema, por lo que puedes plantear para la  cantidad de energía cedida por esta masa:

    Q1 = -Mv*Lv + Mv*Ca*(tf-tiv) = -Mv*2257000 + Mv*4184*(20-100) = -2257000*Mv - 334720*Mv = -2195720*Mv (en J).

    2)

    Observa que la masa inicial de hielo se fusiona (recuerda que el calor latente de fusión del agua es:

    Lf = 334000 J/Kg), y luego se calienta hasta llegar a la temperatura final del sistema, por lo que puedes plantear para la energía absorbida por esta masa:

    Q2 = Mh*Lf + Mh*Ca*(tf-tih) = 0,2*334000 + 0,2*4184*(20-0) = 66800 + 16736 = 83536 J.

    3)

    Observa que la masa inicial de agua se calienta hasta llegar a la temperatura final del sistema, por lo que puedes plantear para la energía absorbida por esta masa:

    Q3 = Ma*Ca*(tf-tia) = 2*4184*(20-0) = 167360 J.

    4)

    Observa que el recipiente se calienta hasta llegar a la temperatura final del sistema, por lo que puedes plantear para la energía absorbida por esta masa (recuerda que el calor específico del aluminio es: CAl = 896 J/Kg):

    Q4 = Mr*CAl*(tf-tir) = 0,5*896*(20-0) = 8960 J.

    5)

    Luego, como tienes que el sistema está aislado, planteas la condición de equilibrio térmico, y queda:

    Q1 + Q2 + Q3 + Q4 = 0, restas Q2, restas Q3 y restas Q4, en ambos miembros, y queda:

    Q1 = -Q2 - Q3 - Q4, sustituyes expresiones, y queda:

    -2195720*Mv = -83536 - 167360 - 8960, reduces términos semejantes, y queda:

    -2195720*Mv = -259856, divides por -2195720 en ambos miembros, y queda:

    Mv   0,118347 Kg ≅ 118,347 g.

    Espero haberte ayudado.

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    David
    el 18/4/19

    Desde una ventana a 8 metros de altura un niño lanza un avión de papel con una velocidad de 1,2 m/s, formando un ángulo de 10º con respecto a la horizontal. si en la acera de enfrente, a nivel de la calle se encuentra su amigo esperando para recoger el avión. Indica si llegará hasta él sabiendo que la calle posee una anchura de 3 metros. Eso es lo que me sale...


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 19/4/19

    Establece un sistema de referencia con instante inicial: ti = 0 correspondiente al momento en que el avión es lanzado, con origen de coordenadas en el pie de la pared de la pared de la azotea, a nivel del suelo, con eje OX a nivel de la calle con sentido positivo hacia la acera de enfrente, y con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba.

    Luego, tienes los datos iniciales:

    xi = 0 (componente horizontal de la posición inicial del avión),

    yi = 8 m, (componente vertical de la posición inicial del avión),

    vx = 1,2*cos(10°) ≅ 1,182 m/s (componente horizontal de la velocidad del avión, que es constante),

    vyi = 1,2*sen(10°) ≅ 0,208 m/s (componente vertical de la velocidad inicial del avión),

    ax = 0 (componente horizontal de la aceleración del avión),

    ay = -9,8 m/s2 (componente vertical de la aceleración del avión).

    Luego, planteas las ecuaciones de posición de Tiro Oblicuo (o Parabólico), y queda:

    x = xi + vx*t,

    y = yi + vyi*t + (1/2)*a*t2;

    luego, reemplazas datos, resuelves coeficientes, cancelas términos nulos, y queda:

    x 1,182*t (1),

    y  8 + 0,208*t - 4,9*t2 (2).

    Luego, tienes los datos finales (observa que corresponde a la posición del amigo del lanzador):

    x = 3 m (componente horizontal de la posición del avión),

    y = 0 (componente vertical de la posición del avión);

    luego, reemplazas el segundo valor en la ecuación señalada (2), y queda:

    4,9*t2 - 0,208*t - 8  0, 

    que es una ecuación polinómica cuadrática, cuyas soluciones son:

    1°)

    ≅ ( 0,208-√(153,643) )/9,8 ≅ -1,244 s, que no tiene sentido para este problema;

    2°)

    ( 0,208+√(153,643) )/9,8 ≅ 1,286 s;

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

    1,182*1,286 ≅ 1,520 m < 3 m,

    por lo que puedes concluir que el avión llega al nivel de la calle (y = 0) antes de alcanzar la posición del amigo del lanzador (x = 3 m).

    Espero haberte ayudado.

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    David
    el 19/4/19

    ya vi el fallo tras ponerlo ayer y me han salido los valores tras la corrección, donde NO llega al otro lado de la calle, pero el amigo SI recoge el avión de papel. Gracias. 


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    milagroscumbrerass
    el 18/4/19

    Alguien me puede resolver la actividad 15 y 16.Gracias. Por favor

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 19/4/19

    15)

    Tienes los datos iniciales:

    ti = 0 (instante inicial),

    ωi = 2500 rev/min = 2500*2π/60 = 125π/3 rad/s (rapidez angular inicial),

    tf = 15 s (instante final),

    ωf = 0 (rapidez angular final).

    a)

    Luego, planteas la expresión de la aceleración angular de Movimiento Circular Uniformemente Acelerado, y queda:

    α = (ωf-ωi)/(tf-ti) = (0-125π/3)/(15-0) = -25π/9 rad/s ≅ -8,727 rad/s2;

    luego, planteas la expresión de la aceleración tangencial para un punto ubicado en el borde del disco (cuyo radio es: R = 6 cm = 0,06 m), y queda:

    aT = R*α = 0,06*(-25π/9) = -π/6 m/s2 ≅ -0,524 m/s2.

    b)

    Planteas la ecuación de posición angular de Movimiento Circular Uniformemente Variado (consideramos que la posición angular inicial es: θi = 0), y queda:

    θ = ωi*t + (1/2)*α*t2, aquí reemplazas valores, y queda:

    θ = (125π/3)*15 + (1/2)*(-π/6)*152 = 625π/3 - 75π/4 = 2275π/12 rad;

    luego, expresas a esta posición final en vueltas, y queda:

    θ = (2275π/12)/(2π) = 2275/24 vueltas ≅ 94,792 vueltas.

    c)

    Planteas la ecuación de velocidad angular de Movimiento Circular Uniformemente Variado, y queda:

    ω = ωiα*t,

    reemplazas el valor de la velocidad angular inicial, de la aceleración angular y del instante en estudio, y queda:

    ω = 125π/3 + (-25π/9)*10 = 125π/3 - 250π/9 = 125π/9 rad/s ≅ 43,633 rad/s.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 19/4/19

    16)

    Tienes los datos iniciales:

    ti = 0 (instante inicial),

    ωi = 1 rev/s = 1*2π = 2π rad/s (rapidez angular inicial),

    α = 1,5 rev/s2 = 1,5*2π = 3π rad/s2 (aceleración angular).

    a)

    Planteas la ecuación de velocidad angular de Movimiento Circular Uniformemente Variado, y queda:

    ω = ωi + α*t,

    reemplazas el valor de la velocidad angular inicial, de la aceleración angular y del instante en estudio (t = 6 s), y queda:

    ω = 2π + 3π*6 = 2π + 18π = 20π rad/s ≅ 62,832 rad/s.

    b)

    Planteas la ecuación de posición angular de Movimiento Circular Uniformemente Variado (consideramos que la posición angular inicial es: θi = 0), y queda:

    θ = ωi*t + (1/2)*α*t2, aquí reemplazas valores, y queda:

    θ = 2π*6 + (1/2)*3π*62 = 12π + 54π = 66π rad.

    c)

    Tienes el valor del radio de la rueda: R = 40 cm = 0,4 m, planteas la expresión de la velocidad tangencial de un punto ubicado en el borde de la rueda para el instante final, y queda:

    vT = R*ω = 0,4*20π = 8π m/s ≅ 25,133 m/s.

    Espero haberte ayudado.

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    Oswaldo Huerta
    el 17/4/19
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    Necesito Ayuda para resolver este problema si alguien me ayuda estaria agradecido 


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    Raúl RC
    el 20/4/19

    Lamento no poder ayudarte pero no resolvemos dudas universitarias que no tengan que ver especificamente con los videos grabados por el profe, lo lamento de corazon

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    carmela
    el 17/4/19

    Antonio perdoname. Es q estoy muy agobiada. En el ejercicio q te puse antes no coincide nada con las soluciones del libro y ni siquiera hemos dado la fórmula del espacio con aceleración. Todo lo que hemos dado es esto 

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    Raúl RC
    el 24/4/19

    Primeramente calculamos la longitud total del circuito teniendo en cuenta que:

    Dos rectas: 500·2=1000 m

    Dos semicircunferencias de 100m de radio: L=2πr=2π·100=200π=628,3 m

    Circuito total: 1628,3 m

    Posteriormente calculamos el tiempo que tarda en recorrer la 1º recta aplicando las expresiones del MRUA:

    e=e0+v0·t+0,5·a·t2=>500=0,5·302·a=>a=1,11 m/s2

    v=v0+at=>v=0+1,11·30=33,3 m/s

    Procedemos a hallar el tiempo en completar una vuelta. Para ellos calculamos el tiempo que tarda en recorrer los 1128,3 m restantes yendo a 33,3 m/s:

    t=e/v=1128,3/33,3=33,84 s

    Tiempo total invertido: 30+33,84=63,84 s

    Finalmente la velocidad media la calculamos:

    vm=distancia recorrida/tiempo de una vuelta=1628,3=63,84=25,5 m/s

    mejor? ;)



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    LUIS BATRES MONGIL
    el 17/4/19

    Tenía una duda.

    Si en el examen de selectividad me preguntan por la velocidad de oscilación de una onda, me están pidiendo la de propagación (v=λ/T) o la transversal (derivada de la ecuación de la onda)?

    Muchas gracias


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 17/4/19

    La velocidad transversal es la de oscilación, y la rapidez de propagación se calcula mediante la expresión: λ/T.

    Espero haberte ayudado.

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    XIME
    el 17/4/19

    Podrían ayudarme?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 17/4/19

    Planteas la expresión del módulo de la fuerza eléctrica que se ejercen los cuerpos entre sí (observa que los cuerpos se repelen), y queda:

    Fe = k*Q*Q/r2 = k*Q2/r2 (1).

    Planteas la expresión del módulo de la fuerza gravitatoria que se ejercen los cuerpos entre sí (observa que los cuerpos se atraen), y queda:

    Fg = G*M*M/r2 = G*M2/r2 (2).

    Luego, planteas la condición de equilibrio, y queda:

    Fe = Fg, sustituyes las expresiones señaladas (1) (2), y queda:

    k*Q2/r2 = G*M2/r2, multiplicas por r2 en ambos miembros, y queda:

    k*Q2 = G*M2, divides por k en ambos miembros, y queda:

    Q2 = G*M2/k, extraes raíz cuadrada en ambos miembros, y queda:

    Q = ±√(G*M2/k), extraes el factor cuadrático, y queda:

    Q = ±√(G/k)*M,

    que es la expresión de la carga de los cuerpos en función de la masa de los mismos, de la constante de gravitación universal, y de la constante de Coulomb;

    luego, tienes dos opciones:

    1°)

    los dos cuerpos tienen la misma carga positiva: Q = +√(G/k)*M;

    2°)

    los dos cuerpos tienen la misma carga negativa: Q = -√(G/k)*M.

    Espero haberte ayudado.

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    milagroscumbrerass
    el 16/4/19

    Alguien me puede resolver el 13 y 14. Gracias. Por favor

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 16/4/19

    13)

    Considera los datos iniciales:

    ti = 0 (instante inicial);

    fi = 180 rev/min (frecuencia de giro inicial), y de aquí tienes: ωi = 180*2π/60 = 6π rad/s (rapidez angular inicial).

    Considera los datos finales:

    tf = 20 s (instante final);

    ωf = 0 rad/s (rapidez angular final).

    Luego, planteas la expresión de la aceleración angular de Movimiento Circular Uniformemente Variado, y queda:

    α = (ωf - ωi)/(tf - ti) = (0 - 6π)/(20 - 0) = -3π/10 rad/s2 ≅ -0,942 rad/s2.

    Luego, con el valor del radio del volante: R = 50 cm = 0,5 m, y el valor de la aceleración angular, planteas la expresión de la aceleración tangencial, y queda:

    aT = R*α = 0,5*(-3π/10) -3π/20 m/s2 ≅ -0,471 m/s2.

    Luego, planteas la expresión de la función ángulo girado de Movimiento Circular Uniformemente Variado (observa que consideramos que la posición angular inicial es: θi = 0), y queda:

    θ = ωi*t + (1/2)*α*t2, reemplazas valores, resuelves coeficientes, y queda:

    θ = 6π*t - (3π/20)*t2, evalúas para el instante final (t = 20 s), y queda:

    θ = 6π*20 - (3π/20)*202 = 120π - 60π = 60π rad, expresas al ángulo girado en vueltas, y queda:

    θ = 60π/(2π) = 30 vueltas.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 16/4/19

    14)

    Tienes los datos iniciales:

    ti = 0 (instante inicial),

    ωi = 10 rad/s (velocidad angular inicial).

    Tienes los datos finales:

    tf = 5 s (instante final),

    ωf = 20 rad/s (velocidad angular final).

    Luego, planteas la expresión de la aceleración angular de Movimiento Circular Uniformemente Variado, y queda:

    α = (ωf - ωi)/(tf - ti) = (20 - 10)/(5 - 0) = 10/5 = 2 rad/s2.

    Luego, planteas la expresión del ángulo girado (observa que consideramos que la posición angular inicial es: θi = 0), y queda:

    θ = ωi*t + (1/2)*α*t2, reemplazas valores, resuelves coeficientes, y queda:

    θ = 10*t + 1*t2, evalúas para el instante final, y queda:

    θ = 10*5 + 1*52 = 50 + 25 = 75 rad, expresas al ángulo girado en vueltas, y queda:

    θ = 75/(2π) ≅ 11,937 vueltas.

    Espero haberte ayudado.

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