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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Ilyas Taluego
    el 26/5/19

    Necesito ver como se hacen las siguientes cuestiones:

    LANZAMOS UNA PELOTA HACIA ARRIBA CON UNA VELOCIDAD DE 20M/S. LA MASA DE LA PELOTA ES DE 100 GRAMOS 

    1)¿Cuál es la altura máxima que alcanza?

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    Breaking Vlad
    el 26/5/19

    Sabiendo que la aceleración de la gravedad es -9,8m/s2

    calcula el tiempo que tarda la pelota en pasar de 20m/s a 0m/s (altura máxima) y entonces calcula la distancia que ha recorrido hasta llegar a ese punto.

    Las ecuaciones son todas las que se usan en este tema, pero sin tener en cuenta el movimiento en el eje x:

    Tiro parabólico 01



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    Sergio Valer Pérez
    el 26/5/19

    Buenos días, necesito ayuda con las siguientes preguntas:

    1) La masa conjunta de un ciclista y su bicicleta es 70 kg. Se encuentra detenido en una cuesta a 140m de altura

    A)El ciclista se deja caer. ¿Qué energías potencial y cinética tendrá cuando vaya por la mitad de la cuesta?

    B) ¿Qué energía cinética tendrá cuando llegue al final de la cuesta?

    C) ¿Con qué velocidad llegará al final de la cuesta?

    Gracias y un saludo.

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    Breaking Vlad
    el 26/5/19

    Hola Sergio,

    te recomiendo este vídeo:

    Principio de conservación de la energía mecánica

    Una vez lo veas, se trata de que intentes resolver el ejercicio por tu cuenta, y entonces nos preguntes dudas más concretas.

    Un saludo

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    german
    el 24/5/19


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    Raúl RC
    el 24/5/19

    Lamento no poder ayudarte pero no resolvemos dudas universitarias que no tengan que ver con el nivel general de unicoos, en este caso secundaria y bachiller.

    Hay videos sobre colisiones que espero puedan ayudarte ;)

    Lo lamento



    Momento lineal. Choques

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 28/5/19

    Vamos con un esquema a modo de orientación.

    A partir de la Segunda Ley de Newton tienes:

    MA*aA + MB*aB∑ Fext(t),

    expresas a las aceleraciones de las partículas como las derivadas de sus velocidades con respecto al tiempo, y queda:

    MA*dvA/dt + MB*dvB/dt = ∑ Fext(t),

    separas variables (velocidades, fuerzas que dependen del tiempo, y tiempo: "multiplicas" en todos los términos por dt), y queda:

    MA*dvA + MB*dvB = ∑ Fext(t)*dt,

    integras (expresamos con corchetes que debes evaluar con Regla de Barrow en el primer miembro), y queda:

    MA*[vA] + MB*[vB] = titf ∑ Fext(t)*dt,

    evalúas las expresiones de las velocidades entre sus valores iniciales y finales, y queda:

    MA*(vAf - vAi) + MB*(vBf - vBi) = titf ∑ Fext(t)*dt,

    distribuyes términos en el primera miembro, y queda:

    MA*vAf - MA*vAi + MB*vBf - MB*vBi titf ∑ Fext(t)*dt,

    ordenas términos, y queda:

    MA*vAf + MB*vBf - MA*vAi - MB*vBi titf ∑ Fext(t)*dt,

    asocias los dos primeros términos, extraes factor común entre los dos últimos términos, y queda:

    (MA*vAf + MB*vBf) - (MA*vAi + MB*vBititf ∑ Fext(t)*dt.

    Espero haberte ayudado.

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    tiësto
    el 24/5/19

    Hola me pueden ayudar con esto?

    Dados los vectores A = 8i +2j + 2k, B = 4i + 2j + 4k, C = 6i + 8j + 10 k, calcule el producto (A + B). (B + C).

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 24/5/19

    Esta consulta es propia del Foro de Matemáticas, pero igualmente ahí vamos.

    Planteas la expresión del primer factor del producto escalar de tu enunciado, y queda:

    A + B = (8i+2j+2k) + (4i +2j+4k) = (8+4)i + (2+2)j + (2+4)k = 12i + 4j + 6k (1).

    Planteas la expresión del segundo factor del producto escalar de tu enunciado, y queda:

    B + C = (4i +2j+4k) + (6i+8j+10k) = (4+6)i + (2+8)j + (4+10)k = 10i + 10j + 14k (2).

    Luego, planteas la expresión del producto escalar de tu enunciado, y queda:

    (A+B)•(B+C) = 

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

    (12i + 4j + 6k)•(10i + 10j + 14k) = 

    desarrollas el producto escalar, y queda:

    = 12*10 + 4*10 + 6*14 =

    resuelves términos, y queda:

    = 120 + 40 + 84 =

    resuelves, y queda:

    = 244.

    Espero haberte ayudado.

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    Quiroga
    el 23/5/19

    hola buenas alguien me puede explicar por qué la respuestas correcta es la c)? Gracias. 


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 23/5/19

    Observa que tienes la expresión vectorial de un campo eléctrico constante, cuya dirección y sentido son los que corresponden al eje OY positivo, cuya expresión puedes escribir:

    E = < 0 , k > (en N/C), 

    donde k = 1/(4πε0) = 9*109 es el valor numérico de la constante de Coulomb.

    Luego, observa que tienes una carga puntual cuyo valor es: q = -1 (en C), ubicada en el origen de coordenadas.

    Y observa que para que el campo eléctrico producido por esta carga pueda equilibrar al campo señalado anteriormente, debe cumplirse que su dirección y sentido correspondan al semieje OY negativo, y observa que esta situación se verifica solamente en los puntos del eje OY cuya ordenada es positiva.

    Luego, puedes llamar P(0,y) al punto que debes determinar, y para él tienes que la carga puntual produce en él un campo cuya expresión es:

    E1 = < 0 , k*q/y2) = < 0 , k*(-1)/y2) = < 0 , -k*/y2 >  (1) (en N/C).

    Luego, planteas la condición de campo resultante nulo en el punto P(0,y), y queda la ecuación vectorial:

    E + E1 = < 0 , 0 >, sustituyes expresiones, y queda:

    < 0 , k > + < 0 , -k*/y2 > = < 0 , 0 >, resuelves la suma vectorial, y queda:

    < 0 , k-k*/y2 > = < 0 , 0 >;

    luego, por igualdad entre expresiones vectoriales, y teniendo en cuenta que las primeras componentes son nulas en ambos miembros, igualas las expresiones de las segundas componentes, y queda la ecuación escalar:

    k - k*/y2 = 0, divides por k en todos los términos, y queda:

    1 - 1/y2 = 0, sumas 1/y2 en ambos miembros, y queda:

    1 = 1/y2, multiplicas por x en ambos miembros (observa que la incógnita y no puede tomar el valor cero), y queda:

    y2 = 1, aquí extraes raíz cuadrada en ambos miembros, y tienes dos opciones:

    a)

    y = -1 m,

    que no tiene sentido para este problema, ya que en el punto Pa(0,-1) los dos campos tendrían la dirección y el sentido del semieje OY positivo y, por lo tanto, no se anularían;

    b)

    y = 1 m,

    que sí tiene sentido para este problema, ya que en el punto Pb(0,1)  los campos tienen la dirección del eje OY, con sentidos opuestos, y sus expresiones son (aquí debes tener en cuenta la expresión señalada (1) del campo eléctrico producido por la carga puntual ubicada en el origen de coordenadas):

    E = < 0 , k >,

    E1 = < 0 , -k/12 > = < 0 , -k >,

    y observa que ambas expresiones vectoriales son opuestas, por lo que tienes que el campo resultante es nulo.

    Espero haberte ayudado.


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    Sheila
    el 23/5/19

    No lo entiendo y me entra en el examen. Ayuda porfis. Un pelotari golpea con la mano la pelota desde una altura de 1m y con un ángulo de 45º. Sabiendo que el jugador se encuentra a 15 m de la pared del fondo y que la pelota pega con dicha pared a una altura de 3m, determina:
    a) La velocidad con la que ha sido lanzada la pelota
    b)El tiempo que ha tardado en llegar a la pared
    c)La altura máxima
    d) El vector velocidad al impactar con la pared
    e) El ángulo que forma esta velocidad con la horizontal

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    Raúl RC
    el 23/5/19

    Hola Sheila, un ejercicio bastante largo de hacerte por aqui, te recomiendo veas previamente los vídeos sobre tiro parabólico, en ellos tienes todas las fórmulas que necesitas, nos cuentas:


    Tiro oblicuo o parabólico

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    Sheila
    el 23/5/19

    Podrías hacerme los 2 primeros apartados y a ver si doy seguido a partir de ellos?? 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 23/5/19

    Considera un sistema de referencia con origen de coordenadas en el punto de impacto de la mano del pelotari con la pelota, con eje OX paralelo al suelo con sentido positivo hacia la pared del fondo, y con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba. 

    Luego, tienes los siguientes datos:

    xi = 0, yi = 0 (componentes de la posición inicial),

    vi = a determinar (rapidez inicial de la pelota),

    θ = 45° (ángulo de disparo con respecto a la horizontal),

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

    Luego, planteas las ecuaciones de posición y de velocidad de Tiro Oblicuo (o Parabólico), reemplazas valores, resuelves coeficientes, cancelas términos nulos, y queda:

    x = vi*cos(45°)*t (1)

    y = vi*sen(45°)*t - 4,9*t2 (2),

    vx = vi*cos(45°) (3),

    vy = vi*sen(45°) - 9,8*t (4);

    luego, despejas la incógnita t en la ecuación señalada (1), sustituyes en la ecuación señalada (2), resuelves términos, y queda (te dejo la tarea de hacer el desarrollo correspondiente):

    y = tan(45°)*x - ( 4,9/(vi2*cos2(45°) )*x2, reemplazas valores, resuelves coeficientes, y queda:

    y = x - (9,8/vi2)*x2 (5),

    que es la ecuación de la trayectoria de la pelota.

    a)

    Tienes las coordenadas del punto de impacto de la pelota contra la pared (recuerda que el origen de coordenadas se encuentra a nivel de la mano del pelotari):

    x = 15 m, y = 2 m;

    luego, reemplazas estos valores en la ecuación señalada (5), y queda:

    2 = 15 - (9,8/vi2)*152, restas 15 en ambos miembros, y queda:

    -13 = -(9,8/vi2)*152, resuelves el coeficiente en el segundo miembro, y queda

    -13 = -2205/vi2, multiplicas por vi2 y divides por -13 en ambos miembros, y queda:

    vi2  169,615, extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros, y queda:

    vi  13,024 m/s, que es el valor de la rapidez inicial de la pelota.

    b)

    Sustituyes este último valor remarcado en la ecuación señalada (1), y queda:

    ≅ 13,024*cos(45°)*t, resuelves el coeficiente, y queda:

    ≅ 9,209*t, reemplazas el valor de la abscisa del punto de impacto en la pared (x = 15 m), y queda:

    15 ≅ 9,209*t, y de aquí despejas

    t ≅ 15/9,209 ≅ 1,629 s, que es el valor del instante de impacto de la pelota contra la pared.

    c)

    Planteas la condición de altura máxima (la pelota "no sube ni baja"), y queda la ecuación:

    vy = 0, sustituyes la expresión señalada (4), y queda:

    vi*sen(45°) - 9,8*t = 0, reemplazas el valor de la rapidez inicial, resuelves el primer término, y queda:

    9,209 - 9,8*t 0, y de aquí despejas:

     9,209/9,8 ≅ 0,940 s, que es el instante correspondiente a la altura máxima que alcanza la pelota;

    luego, reemplazas este valor en la ecuación señalada (2), reemplazas también el valor de la rapidez inicial, y queda:

    y 13,024*sen(45°)*0,940 - 4,9*0,9402, resuelves, y queda:

    ≅ 4,327 m, que es el valor de la altura máxima con respecto al nivel de la mano del pelotari,

    por lo que tienes que su valor con respecto al nivel del suelo es: yM  4,327 + 1 ≅ 5,327 m.

    d)

    Reemplazas el valor del instante de impacto (t ≅ 1,629 s) en las ecuaciones señaladas (3) (4), reemplazas además el valor de la rapidez inicial de la pelota, y queda:

    vx =13,024*cos(45°) ≅ 9,209 m/s,

    vy =13,024*sen(45°) - 9,8*1,629  -6,755 m/s,

    que son las componentes de la velocidad de la pelota justo antes de chocar contra la pared, 

    por lo que la expresión vectorial de esta velocidad queda: vimp ≅ < 9,209 , -6,755 > (en m/s).

    e)

    Planteas la expresión de la tangente del ángulo determinado por la velocidad con respecto a la horizontal justo antes del impacto, y queda:

    tan(θimp) = vy/vx, reemplazas valores, y queda:

    tan(θimp) -6,755/9,209, resuelves, y queda:

    tan(θimp -0,734, compones en ambos miembros con la función inversa de la tangente, y queda:

    θimp ≅ -36,261°, que es el valor de la medida del ángulo determinado por la velocidad de impacto y la horizontal.

    Espero haberte ayudado.

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    marta
    el 23/5/19

    No sé como razonarlo me puede ayudar alguien, por favor

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    Raúl RC
    el 23/5/19

    Has de tener en cuenta que el peso del barco es menor que el empuje que ejerce el agua, esa es la razón.

    Te dejo los cálculos a ti.


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    monica
    el 23/5/19

    En este ejercicio, no sé si está bien, además en el apartado d , no sé cual es la velocidad inicial (¿0?)  Es de un examen final de 4º de ESO .

    Se tiene un muelle de constante K=40N/cm y se contrae 20cm colocando al lado una masa de 300g. Calcular a) qué energía elástica adquiere. B) si se suelta la masa, ésta pasa por una zona horizontal de 10m donde existe una fuerza de rozamiento de coeficiente 0,5 hasta llegar a un punto A; calcular mediante energías con qué velocidad llega al punto A. C) si después la masa sube por una rampa donde no hay rozamiento, ¿hasta qué altura máxima llega la masa?; d) finalmente la masa baja y vuelve a chocar contra el muelle y contraerlo, ¿hasta qué elongación máxima lo contrae?, ¿qué velocidad lleva cuando el muelle se ha contraído 5cm?

    a)Energía potencial elástica: Ee= 1/2* K *x2 

    K= 40N/cm = 4000N/m --> Ee = 1/2 * 4000 *( 0,2)2 =80 J

    b) Sumatorio de trabajos de fuerzas no conservativas: trabajo de la fuerza de rozamiento:

    Froz= N .u = P. u = m.g.u =0,3*9,8*0,5=1,47N

    WFroz= Froz *desplazamiento * coseno angulo que forma= 1,47 * 10 * cos(0º) = -14,7 J

    WFroz + Eco + Epo + Epelastica = Eca + Epa --> v0=0 --> Eco = 0, ho = 0 --> Epo= 0;   ha=0 --> Epa=0

    -14,7 +0 + 0 + 80 = 1/2 *m *va2  + 0--> va2 = 65,3 *2/0,3 --> va=6,598 m/s

    c)Eca + Epa = Ecf + Epf --> vf=0 --> Ecf =0; ha = 0 --> Epa = 0

    1/2 . m . va2 + 0 = 0 + m.g.h --> 1/2 * 0,3 * (6,598)2 = 0,3 * 9,8 * h --> h=2,221 m.

    d) 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 28/5/19

    a)

    Lo has planteado y resuelto correctamente:

    EPei = 80 J.

    b)

    Has planteado y calculado bien el trabajo de la fuerza de rozamiento dinámico:

    Wfrd = -14,7 J.

    Has obtenido correctamente la expresión de la rapidez del cuerpo en el punto A:

    vA√(65,3*2/0,3),

    pero te has equivocado al realizar el cálculo, pues queda:

    vA  √(435,333) ≅ 20,865 m.

    c)

    Has planteado correctamente la expresión de la altura máxima que alcanza el cuerpo sobre la rampa lisa:

    h = vA2/(2*g),

    pero debes corregir el cálculo porque arrastras el error cometido en el inciso anterior:

    ≅ 435,333/(2*9,8) ≅ 22,211 m.

    d)

    Observa que como la rampa es lisa tienes que el cuerpo no pierde energía mecánica mientras se desplaza sobre ella, por lo que tienes que al regresar al punto A el valor de la energía cinética de traslación del móvil es:

    ECA = (1/2)*M*vA2 ≅ (1/2)*0,3*435,333 ≅ 65,300 J.

    Observa que el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento dinámico es (recuerda que la fuerza de rozamiento es disipativa, por lo que produce una disminución de la energía mecánica del cuerpo):

    Wfrd = -14,7 J.

    Planteas la expresión de la energía potencial elástica final del muelle, y queda:

    EPef = (1/2)*k*Δsf2 = (1/2)*4000*Δsf2 =  = 2000*Δsf2 (en J).

    Luego, planteas la ecuación trabajo-variación de energía mecánica entre el punto A y el punto final, y queda la ecuación:

    EPef - ECA = Wfrd, sustituyes expresiones, y queda:

    2000*Δsf2 - 65,300 ≅ -14,7, sumas 65,300 en ambos miembros, y queda:

    2000*Δsf2 ≅ 50,600, divides por 2000 en ambos miembros, y queda:

    Δsf2 ≅ 0,025, extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros, y queda:

    Δsf ≅ 0,159 m ≅ 15,9 cm, que es el valor de la contracción final del muelle.

    Espero haberte ayudado.

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    monica
    el 23/5/19

    En el ejercicio: Un coche de 1100 kg de masa pasa en una superficie horizontal de 80 a 120km/h. a) Si el motor del coche hace una fuerza de 7500N y además existe un rozamiento de coeficiente 0,4; ¿cuánto tiempo tarda en producirse esa aceleración? b) ¿cuánto tendría que valer el coeficiente de rozamiento para que el coche mantuviera su velocidad aunque el motor siguiera ejerciendo esa fuerza?. Creo que sé hacer el apartado a, pero el b no.

    v0= 80km/h = 22,22m/s;    vf= 120km/h = 33,33 m/s. 

    El sumatorio de fuerzas en eje OY =0 --> N-P= 0 --> N =P=m*g --> Froz= N*u=  m*g*u=  1100 *9,8*0,4=4312N

    El sumatorio de fuerzas en eje OX: F-Froz =m.a -->   a= (F-Froz)/m = (7500-4312)/1100 = 2,9m/s2

    como es MRUA  --> v=v0 + a.t --> t= (v-vo)/a = (33,33-22,22)/2,9 = 3,83 s.

    En el apartado b: 

    Sumatorio fuerzas eje OX :     F-Froz = m.a -->   Froz = F-m.a = 7500 -1100*3,83 = 3287N

    coeficiente rozamiento --> Froz = N.u --> coeficiente u = Froz/N.u = 3287 /(9,8*1100) = 0,3

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 27/5/19

    b)

    Observa que el coche se desplaza ahora con velocidad constante, por lo que aplicas la Primera Ley de Newton, y tienes la ecuación:

    F - frd = 0, restas F en ambos miembros, y queda

    -frd = -F, multiplicas en ambos miembros por -1, y queda:

    frd = F,

    aquí sustituyes la expresión del módulo de la fuerza de rozamiento dinámico, y queda:

    μd*N = F, divides por N en ambos miembros, y queda:

    μd = F/N,

    que es el valor del coeficiente dinámico de rozamiento para el cuál el coche se desplaza con velocidad constante;

    luego, solamente queda que reemplaces valores y hagas los cálculos.

    Espero haberte ayudado.

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    Erick
    el 22/5/19

    Hola si pudieran ayudarme cómo plantear  de manera teórica el momento de inercia de un spinner (el jueguito ese que se hace girar) gracias. 

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    Raúl RC
    el 24/5/19

    Lo lamento, en este foro mayormente ayudamos con supuestos prácticos. Intenta mirarlo en cualquier libro de fisica especializada

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