Foro de preguntas y respuestas de Física

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  • Diego Tapiaicon

    Diego Tapia
    el 26/7/18

    Hola! Necesito ayuda con el siguiente problema:

    Dos esferas de masas m1 y m2,se mueven en una superficie lisa.Una esta en reposo,mientras que la otra se dirige hacia ella.Luego del choque elástico,las esferas tienen velocidades iguales y opuestas.Calcular la relación entre las masas.

    El resultado me dice que es 1/3

    Yo lo realizo con la constante de movimiento

    m1*v1+m2+v2=m1*u1+m2*u2

    m1*v1=m1*v+m2*-v (yo lo hago con v,porque dicen que son iguales y opuestas las velocidades después del choque,quizas hay esta mi error)

     luego hago la ecuacion del coeficiente de restitucion

    y como es elastico lo hago asi:

    1=v-v/v1 

    Multiplicando el v1 con el 1 me queda

    v1=v-v

    Pero al querer reemplazar en la otra ecuacion no llego al 1/3

    Ayudaaa!

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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 26/7/18

    Establece un sistema de referencia con eje de posiciones OX con dirección y sentido positivo acordes al desplazamiento inicial de la esfera cuya masa es M1, y observa que consideramos que la esfera cuya masa es M2 se encuentra inicialmente en reposo.

    Luego, vamos por etapas.

    1°)

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

    pi = M1*vi1 + M2*vi2 = M1*vi1 + M2*0 = M1*vi1 + 0 = M1*vi1 (1).

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

    pf = M1*vf1 + M2*vf2 = M1*vf1 + M2*(-vf1) = M1*vf1 - M2*vf1 = (M1 - M2)*vf1 (2).

    Luego, planteas la conservación del impulso (observa que no actúan fuerzas exteriores en el plano de movimiento de las esferas), y queda:

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

    M1*vi1 = (M1 - M2)*vf1, divides en ambos miembros por M1*vf1, simplificas, y queda:

    vi1/vf1 = (M1 - M2)/M1 (3).

    2°)

    Planteas la expresión de la energía cinética de traslación inicial del sistema, y queda:

    ECi = (1/2)*M1*vi12 + (1/2)*M2*vi22 = (1/2)*M1*vi12 + (1/2)*M2*02 = (1/2)*M1*vi12 + 0 = (1/2)*M1*vi12 (4).

    Planteas la expresión de la energía cinética de traslación final del sistema, y queda:

     ECf = (1/2)*M1*vf12 + (1/2)*M2*vf22 = (1/2)*M1*vf12 + (1/2)*M2*(-vf1)2 = (1/2)*M1*vf12 + (1/2)*M2*vf12 = (1/2)*(M1 + M2)*vf12 (5).

    Luego, planteas la conservación de la energía cinética (observa que las esferas se mueven en un plano horizontal, y observa que tienes en tu enunciado que el choque es elástico), y queda:

    ECi = ECf, sustituyes las expresiones señaladas (4) (5), y queda:

    (1/2)*M1*vi12 = (1/2)*(M1 + M2)*vf12, multiplicas en ambos miembros por 2, y queda:

    M1*vi12 = (M1 + M2)*vf12, divides en ambos miembros por M1*vf12, y queda:

    vi12/vf12 = (M1 + M2)/M1, expresas el primer miembro como una sola potencia, y queda:

    (vi1/vf1)2 = (M1 + M2)/M1 (6).

    3°)

    Sustituyes la expresión señalada (3) en el primer miembro de la ecuación señalada (6), y queda:

    ( (M1 - M2)/M1  )2 = (M1 + M2)/M1, distribuyes la potencia en el primer miembro, y queda:

    (M1 - M2)2/M12 =(M1 + M2)/M1, multiplicas en ambos miembros por M12, y queda:

    (M1 - M2)2 = M1*(M1 + M2), desarrollas el binomio elevado al cuadrado, distribuyes, y queda:

    M12 - 2*M1*M2 + M22 = M12 + M1*M2, restas M12 y sumas 2*M1*M2 en ambos miembros, y queda:

    M22 = 3*M1*M2, divides por M2 en ambos miembros, y queda:

    M2 = 3*M1, divides por 3*M2 en ambos miembros, y queda:

    1/3 = M1/M2.

    Espero haberte ayudado.

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  • pepiicon

    pepi
    el 25/7/18

    Hola! Necesito ayuda con este problema:

    En una competición de tiro con arco la diana, de 80cm de diámetro, se encuentra a 50m de distancia, y el centro a 1,5m del suelo. En uno de los tiros la flecha sale a 230Km/h, con un ángulo de 3,5, desde una altura de 1,6m. Despreciando el fregamiento del aire, impactará la flecha en la diana? En caso afirmativo, con qué velocidad, y en qué dirección?


    Muchísimas gracias!

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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 26/7/18

    Por favor, verifica si los datos del problema están consignados correctamente, en especial el valor del ángulo de disparo, para que podamos ayudarte.

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    pepiicon

    pepi
    el 27/7/18

    Hola! 

    Los datos son correctos. El ángulo es 3.5 grados

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  • pepiicon

    pepi
    el 25/7/18

    Hola! Alguien me podría ayudar con éste problema? 


    La boca de una manguera, de 2cm de diámetro, se sitúa de manera que, a 1m de altura, el chorro de agua sale horizontal al suelo. Si se aleja 10m, cuantos litros salen por minuto?


    Muchísimas gracias!

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    Albus99icon

    Albus99
    el 25/7/18

    Aquí te dejo el procedimiento, presta atención a las unidades. Si usas el sistema internacional la formula final te devolverá m^3/s así pues lo pasas a l/min y listo


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  • Marinaicon

    Marina
    el 24/7/18

    Muy buenas, ¿podría ayudarme con el siguiente ejercicio?:

    Una carretera está peraltada de forma que un vehículo que circule a 80km/h pueda tomar una curva de 35m de radio cuando el rozamiento entre los neumáticos y el firme sea 0. Calcula la velocidad máxima a la que un vehículo pueda tomar esa curva en el caso de que el coeficiente de rozamiento sea 0.25.


    En el ejercicio pone que tiene que dar como resultado v=108km/h pero después de muchos intentos no consigo que me salga, así que no sé si lo estoy haciendo bien.

    Muchas gracias y u saludo

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    Albus99icon

    Albus99
    el 25/7/18

    La solución es correcta, consulta esta página y llegarás a ella fácilmente

    http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/dinamica/circular/circular/din_circular1.html


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  • Eduardo Leonicon

    Eduardo Leon
    el 24/7/18

    Buenas, podrían Ayudarme con el ejercicio 27 de esta guía. No estoy seguro de haberlo hecho bien. Para obtener la velocidad primero hallé hasta que altura llegaba el bloque 2 con el resorte usando balances de energía y después usé ecuaciones cinemáticas para la velocidad que tiene después de recorrer la distancia que dice el enunciado (antes había hallado la aceleración del sistema con el diagrama del cuerpo libre).


    dicha velocidad me dio 3,68



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    Raúl RCicon

    Raúl RC
    el 26/7/18

    Mirate los videos de planos inclinados..muy largo resolverlo por aqui


    Plano inclinado

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    Eduardo Leonicon

    Eduardo Leon
    el 29/7/18

    Llegué hasta precisamente ese ejercicio gracias a eso, si pregunté era para comprobar mi resultado.

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  • pepiicon

    pepi
    el 23/7/18

    Hola! No se cómo resolver el siguiente problema:

    Un objeto de caída libre recorre la cuarta parte de la altura inicial en los últimos 0,75s. Des de qué altura se deja caer? Con qué velocidad impacta con el suelo? 

    Tengo la respuesta, lo he hecho con las ecuaciones correspondientes a la caída libre pero no me da lo que toca. Quizás el tiempo no sea los 0,75s. Me lía mucho lo de, "los últimos 0,75s". No se si tengo que buscar un tiempo. Lo he hecho con la ecuación de la caída libre y no me da lo que toca. 

    Espero que me podáis ayudar!

    Mil gracias!

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    Felipe Ruizicon

    Felipe Ruiz
    el 24/7/18

    Hola Pepi, ¿qué resultado maneja tu problema? 

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    Felipe Ruizicon

    Felipe Ruiz
    el 24/7/18

    Para encontrar la altura utilizarás la fórmula #4, en tu caso la velocidad inicial es 0 puesto que parte desde el reposo, la gravedad y el tiempo ya lo tienes, sólo sustituyes los datos. Cabe mencionar que el recorrido es 1/4 parte de la altura inicial, por lo tanto la "H" la divides entre 4 y al despejarla pasa multiplicando a la otra parte de la fórmula. A mí me da 11.03 metros.

    Y en la velocidad de impacto utilizas la fórmula #2, la velocidad inicial es despreciable porque parte del reposo, sólo sustituyes datos y le quitas el exponente cuadrático a la Velocidad final. Me da como resultado 14.70 m/s


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    pepiicon

    pepi
    el 24/7/18

    Yo lo hice como tu, y me salió lo mismo pero no es así ya que tengo el resultado correcto y es: altura= 153,6 y la velocidad= 54,9.

    Yo creo que el problema es en el tiempo. Tener dos ecuaciones, una que sea el recorriedo total, hasta H=0; y la otra ecuación que sea el recorrido del 1/4 de H inicial. Algo así, va por ese camino

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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 24/7/18

    Considera un sistema de referencia con eje de posiciones OY vertical, con sentido positivo hacia arriba, y origen al nivel del suelo, con instante inicial ti = 0 correspondiente al momento en que el objeto comienza su caída, planteas las ecuaciones de movimiento de Caída Libre, y queda:

    y = yi + vi*t - (1/2)*g*t2,

    v = vi - g*t.

    Luego,tienes los datos iniciales:

    yi = a determinar,

    vi = 0,

    g = 9,8 m/s2;

    luego, sustituyes en las ecuaciones de movimiento, cancelas términos nulos, resuelves coeficientes, y queda:

    y = yi - 4,9*t2 (1),

    v = -9,8*t (2).

    Luego, plantea los datos para el instante en que el objeto alcanza la cuarta parte de su altura inicial:

    t1 = a determinar,

    y1 = (1/4)yi (3) (a determinar),

    v1 = a determinar;

    luego, sustituyes las dos últimas expresiones en las ecuaciones señaladas (1) (2), y queda:

    y1 = yi - 4,9*t12,

    v1 = -9,8*t1;

    luego, sustituyes la expresión señalada (3) en las dos últimas ecuaciones (en realidad, solo en la primera), y queda:

    (1/4)yi = yi - 4,9*t12, aquí restas yi y luego multiplicas por -1 en ambos miembros, y queda: (3/4)yi = 4,9*t12 (4),

    v1 = -9,8*t1 (5);

    Luego, plantea los datos para el instante en que el objeto llega al suelo:

    t2 = t1 + 0,75 (6) (observa que es aquí donde consideras el dato de tu enunciado),

    y2 = 0,

    v2 = a determinar;

    luego, sustituyes en las dos últimas expresiones en las ecuaciones señaladas (1) (2), y queda:

    0 = yi - 4,9*t22,

    v2 = -9,8*t;

    luego, sustituyes la expresión señalada (5) en estas dos últimas ecuaciones, y queda:

    0 = yi - 4,9*(t1 + 0,75)2, aquí sumas 4,9*(t1 + 0,75)2 en ambos miembros, y queda: 4,9*(t1 + 0,75)2 = yi (7),

    v2 = -9,8*(t1 + 0,75) (8).

    Luego, sustituyes la expresión señalada (7) en la ecuación señalada (4), y queda:

    (3/4)*4,9*(t1 + 0,75)2 = 4,9*t12, divides por 4,9 y multiplicas por 4 en ambos miembros, y queda:

    3*(t1 + 0,75)2 = 4*t12, desarrollas el primer miembro, y queda:

    3*t12 + 4,5*t1 + 1,6875 = 4*t12, restas 4*t12 en ambos miembros, multiplicas por -1 en todos los términos de la ecuación, y queda:

    t12 - 4,5*t1 - 1,6875 = 0, que es una ecuación polinómica cuadrática cuyas soluciones son:

    a)

    t1 -0,348 s (que no tiene sentido para este problema);

    b)

    t1 ≅ 4,848 s (9), que es el instante en que el objeto alcanza la cuarta parte de su altura inicial;

    luego, reemplazas el valor señalado (8) en la ecuación señalada (6), y queda:

    t2 ≅ 4,848 + 0,75 ≅ 5,598 s (10), que es el instante en que el objeto llega al suelo;

    luego, reemplazas el valor señalado (9) en la ecuación señalada (7), y queda:

    153,554 m ≅ yi (10), que es el valor de la altura inicial del objeto;

    luego, reemplazas el valor señalado (9) en la ecuación señalada (8), y queda:

    v2 = -54,860 m/s, que es el valor de la velocidad con la que el objeto llega al suelo.

    Espero haberte ayudado.


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  • Stellaicon

    Stella
    el 23/7/18


    Hola! Alguna idea de cómo poder resolver este otro? 

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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 25/7/18

    Vamos con una orientación.

    Considera un sistema de referencia con eje OX horizontal, al nivel del punto C con sentido positivo hacia la derecha, y con eje OY vertical, con sentido positivo hacia arriba, con origen de coordenadas al nivel del punto C.

    Luego, planteas las expresiones de las energías potencial gravitatoria y cinética de traslación en los cuatro puntos en estudio:

    EPA = M*g*yA, ECA = 0 (observa que la velocidad es nula en el punto A, y tienes los datos: yA = 5 m, vA = 0);

    EPB = M*g*yB, ECB = (1/2)*M*vB2 (observa que tienes los datos: yB = 3,2 m, vB = a determinar);

    EPC = 0, ECC = (1/2)*M*vC2 (observa que tienes los datos: yC = 0, vC = 7 m/s);

    EPD = M*g*yD, ECD = (1/2)*M*vD2 (observa que tienes los datos: yD = H (a determinar), vD = 3,5 m/s, con vD horizontal).

    a)

    Puedes plantear que la energía se conserva:

    EPB + ECB = EPA + ECA, cancelas el término nulo, sustituyes expresiones, y queda:

    M*g*yB + (1/2)*M*vB2 = M*g*yA, multiplicas por 2/M en todos los términos, y queda:

    2*g*yB + vB2 = 2*g*yA, restas  en ambos miembros, y queda:

    vB2 = 2*g*yA - 2*g*yB, extraes factor común, y queda:

    vB2 = 2*g*(yA - yB), extraes raíz cuadrada en ambos miembros (observa que elegimos la raíz positiva), y queda:

    vB√( 2*g*(yA - yB) ), que es la expresión del módulo de la velocidad del cuerpo en el punto B,

    y solo queda que reemplaces valores y hagas el cálculo.

    b)

    Puedes plantear la ecuación trabajo-energía, y queda:

    Wfr = (EPC + ECC) - (EPB + ECB)

    y solo queda que canceles el término nulo, sustituyas expresiones, reemplaces valores, y hagas el cálculo.

    c)

    Puedes plantear la definición de energía potencial gravitatoria (recuerda que el trabajo realizado por el peso es igual al opuesto de la variación de la energía potencial gravitatoria), y queda:

    WP = -(EPB - EPA), que es la expresión del trabajo realizado por el peso entre los puntos A y B,

    y solo queda que sustituyas expresiones, reemplaces valores, y hagas el cálculo.

    d)

    Puedes plantear que la energía se conserva:

    EPD + ECD = EPC + ECC, cancelas el término nulo, sustituyes expresiones, y queda:

    M*g*H + (1/2)*M*vD2 = (1/2)*M*vC2, multiplicas por 2/M en todos los términos, y queda:

    2*g*H + vD2 = vC2, restas vD en ambos miembros, y queda:

    2*g*H = vC2 - vD2  divides por 2*g en ambos miembros, y queda:

    H = √( (vC2 - vD2)/(2*g) ), que es la expresión de la altura del cuerpo en el punto D,

    y solo queda que reemplaces valores y hagas el cálculo.

    Espero haberte ayudado.

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  • Stellaicon

    Stella
    el 23/7/18


    Hola! Alguien me podría ayudar a resolver este problema? Aunque sea poder tener la idea, gracias de antemano

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    Antonio Silvio Palmitanoicon

    Antonio Silvio Palmitano
    el 25/7/18

    Te ayudo con el cálculo de los trabajos.

    Observa que tienes la gráfica de la fuerza como función de la posición, por lo que puedes considerar los trabajos realizados en cada tramo, cuyos valores son los que corresponden a las área orientadas (con signo):

    WA = 2*2/2 = 2 (área orientada del triángulo que corresponde al intervalo: 0 ≤ x ≤ 2),

    WB = 1*2 = 2 (área orientada del rectángulo que corresponde al intervalo: 2 ≤ x ≤ 3),

    WC = 0 (observa que no tienes área que corresponda al intervalo: 3 ≤ x ≤ 4),

    WD = 2*(-1)/2 = -1 (área orientada del triángulo que corresponde al intervalo: 4 ≤ x ≤ 6),

    WE = 0 (observa que no tienes área que corresponda al intervalo: 6 ≤ x ≤ 7).

    a)

    Wa = WA + WB = 2 + 2 = 4 J 

    (observa que el automóvil se desplaza con sentido positivo, y que la fuerza tiene sentido positivo);

    b)

    Wb = WC = 0 J 

    (observa que el automóvil se desplaza con sentido positivo, y que la fuerza es nula);

    c)

    Wc = WD + WE = -1 + 0 = -1 J 

    (observa que el automóvil se desplaza con sentido positivo, y que la fuerza tiene sentido negativo en el primer tramo, y que la fuerza es nula en el segundo tramo);

    d)

    Wd = WA + WB + WC + WD + WE = 2 + 2 + 0 + (-1) + 0 = 3 J

    (observa que el automóvil se desplaza con sentido positivo, y que la fuerza tiene sentido positivo en los dos primeros tramos, que tiene sentido negativo en el cuarto tramo, y que la fuerza es nula en el tercero y en el quinto tramo);

    e)

    We = -(WE + WD + WC + WB) = -(0 + (-1) + 0 + 2) = -1 J

    (observa que el automóvil se desplaza con sentido negativo, y que la fuerza tiene sentido positivo en el último tramo, que tiene sentido negativo en el segundo tramo, y que la fuerza es nula en el primero y en el tercer tramo).

    Espero haberte ayudado.


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  • pepiicon

    pepi
    el 23/7/18

    Hola! No se cómo resolver el siguiente problema:

    Un objeto de caída libre recorre la cuarta parte de la altura inicial en los últimos 0,75s. Des de qué altura se deja caer? Con qué velocidad impacta con el suelo? 

    Tengo la respuesta, lo he hecho con las ecuaciones correspondientes a la caída libre pero no me da lo que toca. Quizás el tiempo no sea los 0,75s. Me lía mucho lo de, "los últimos 0,75s". No se si tengo que buscar un tiempo.

    Espero que me podáis ayudar!

    Mil gracias!

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    Raúl RCicon

    Raúl RC
    el 23/7/18

    la ecuacion de caida libre seria:

    h0/4=h0+v0·t-0,5·g·t2 siendo t=0,75 s

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  • pepiicon

    pepi
    el 22/7/18

    Hola! Espero que me podáis ayudar con este problema:

    Con una piragua, una persona tarda 3 minutos en recorrer 200m cuando rema a favor de la corriente, y 5 minutos cuando lo hace en contra, en los dos casos a velocidad constante. A esta velocidad, si rema perpendicularmente a la corriente, invierte 4 minutos en cruzar el río. Calcula la velocidad de la piragua, la velocidad de la corriente y la anchura del río. En qué dirección debería de remar para cruzar el río perpendicularmente a la riba, y cuánto tiempo tardaría en hacerlo?

    Las velocidades me han dado: la de la corriente, 0,22m/s y la de la piragua 0,89

    Gracias!

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    Raúl RCicon

    Raúl RC
    el 23/7/18

    Mirate este video

    https://www.youtube.com/watch?v=oz5Mwh4_Co4


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