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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Cristina
    el 17/7/19

    como sería la resolución porfavor?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 18/7/19

    Tienes los datos:

    R = 20 cm = 0,2 m (radio del disco),

    f = 33,33 rev/min = 33,33/60 = 0,5555 rev/s = 0,5555 Hz (frecuencia de giro).

    a)

    Para el punto ubicado en la periferia del disco: R = 0,2 m.

    Planteas la expresión del módulo de la velocidad angular en función de la frecuencia de giro, y queda:

    ω = 2π*f = 2π*0,5555 = 1,111π rad/s ≅ 3,4903 rad/s (velocidad angular).

    Planteas la expresión del módulo de la velocidad lineal en función del radio y de la velocidad angular, y queda:

    v = R*ω = 0,2*1,111π = 0,2222π m/s ≅ 0,6981 m/s.

    Planteas la expresión del módulo de la aceleración centrípeta en función del radio y de la velocidad angular, y queda:

    acp = R*ω2 = 0,2*(1,111π)2 = 0,246842π2 m/s2 ≅ 2,4321 m/s2.

    b)

    Para el punto ubicado en el punto medio de un radio del disco: R = 10 cm = 0,1 m.

    Planteas la expresión del módulo de la velocidad angular en función de la frecuencia de giro, y queda:

    ω = 2π*f = 2π*0,5555 = 1,111π rad/s ≅ 3,4903 rad/s (velocidad angular).

    Planteas la expresión del módulo de la velocidad lineal en función del radio y de la velocidad angular, y queda:

    v = R*ω = 0,1*1,111π = 0,1111π m/s ≅ 0,34903 m/s.

    Planteas la expresión del módulo de la aceleración centrípeta en función del radio y de la velocidad angular, y queda:

    acp = R*ω2 = 0,1*(1,111π)2 = 0,124321π2 m/s2 ≅ 1,2182 m/s2.

    c)

    Tienes el valor del desplazamiento angular:

    Δθ = 780ª = 780*(π/180) = 13π/6 rad ≅ 13,6136 rad;

    luego, planteas la ecuación tiempo-desplazamiento angular de Movimiento Circular Uniforme, y queda:

    Δθ = ω*Δt, y de aquí despejas:

    Δt = Δθ/ω = (13π/6)/(1,111π) = 13/6,6666 ≅ 1,9502 s, que es el valor del intervalo de tiempo empleado.

    d)

    Tienes el valor del desplazamiento angular:

    Δθ = 15 rev = 15*2π = 30π rad ≅ 94,2478 rad;

    luego, planteas la ecuación tiempo-desplazamiento angular de Movimiento Circular Uniforme, y queda:

    Δθ = ω*Δt, y de aquí despejas:

    Δt = Δθ/ω = (30π)/(1,111π) = 30/1,111 ≅ 2,7003 s, que es el valor del intervalo de tiempo empleado.

    Espero haberte ayudado.

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    Rodrigo Ramirez
    el 17/7/19

    Me pueden ayudar con este problema, de antemano gracias.

    Un objeto de masa 0.675 Kgs que esta sobre una mesa sin friccion esta unido a un cordon que pasa por un orificio hecho en la mesa en el centrop del circulo horizontal en el que se mueve el objeto a velocidad cte. a) si el radio del circulo es de 0.500 m y la velocidad es de 10.0 m/s, calcule la tension en el cordon. b) se comprueba que jalar hacia abajo 0.200 m mas del cordon a traves del orificio, reduciendo por lo tanto el radio del circulo a 0.300 m, tiene el efecto de multiplicar la tension original en el cordon por 4.63. Calcule el trabajo total efectuado por el cordon sobre el objeto en giro durante la reduccion del radio.


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 17/7/19

    Observa que la única fuerza horizontal que está aplicada sobre el objeto es la tensión que el cordón ejerce sobre él, ya que su peso y la acción normal de la mesa tienen dirección vertical, y se anulan entre sí, por lo que aplicas la Segunda Ley de Newton, y queda la ecuación:

    T = M*acpa,

    aquí sustituyes la expresión del módulo de la aceleración centrípeta en función del radio de la trayectoria y de la rapidez lineal del objeto, y la ecuación queda:

    Ta = M*va2/Ra,

    aquí reemplazas datos, y queda:

    Ta = 0,675*102/0,500 = 135 N,

    que es el valor del módulo de la tensión del cordón.

    b)

    Aquí aplicas nuevamente la Segunda Ley de Newton, y queda la ecuación:

    Tb = M*vb2/Rb,

    expresas al módulo de la tensión en función del módulo de la tensión anterior, y queda:

    k*Ta = M*vb2/Rb,

    y de aquí despejas:

    vb = (k*Ta*Rb/M),

    aquí reemplazas datos, y queda:

    vb = (4,63*135*0,3/0,675) √(277,8) m/s ≅ 16,667 m/s,

    que es el valor de la rapidez lineal del objeto;

    luego, como no actúan fuerzas disipativas (como el rozamiento en este caso), planteas la ecuación trabajo-variación de energía mecánica (observa que en este caso es solo variación de la energía cinética, ya que la energía potencial del objeto permanece constante), y queda:

    W = ECb - ECa,

    sustituyes las expresiones de las energías cinéticas del objeto, y queda:

    W = (1/2)*M*vb2 - (1/2)*M*va2,

    extraes factores comunes, y queda:

    W = (1/2)*M*(vb2 - va2),

    aquí reemplazas valores, y queda:

    W = (1/2)*0,675*( (√(277,8))2 - 102 ) = (1/2)*0,675*(277,8 - 100) = (1/2)*0,675*177,8 = 60,0075 J.

    Espero haberte ayudado.

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    Juan Martin
    el 17/7/19

    Hola! Tengo una consulta acerca de un problema.


    "Si tenemos un bloque en equilibrio sobre una superficie horizontal ¿podemos decir que las fuerzas PESO y NORMAL son un par de acción-reaccion?"  SI/NO Justificar

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    alejandro García
    el 17/7/19

    Si, el bloque ejerce una fuerza con su peso sobre la superficie y ésta responde con una idéntica pero en sentido opuesto, manteniéndolo en equilibrio. 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 17/7/19

    Vamos con una precisión.

    Observa que el peso es una fuerza que ejerce la Tierra sobre el bloque, por lo que su reacción está aplicada en el centro de la Tierra.

    Luego, observa que la Acción Normal es una fuerza de contacto que ejerce la superficie de apoyo sobre el bloque, por lo que su reacción está aplicada sobre dicha superficie de apoyo.

    Por lo tanto, tienes que el peso del bloque y la acción normal aplicada sobre él no conforman un par acción-reacción, ya que están aplicadas sobre un mismo cuerpo, que en este caso es el bloque.

    Recuerda la Tercera Ley de Newton, y verás que las fuerzas del par acción-reacción están aplicadas siempre sobre cuerpos distintos.

    Espero haberte ayudado.


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    Trollcence Lopez
    el 17/7/19

    ¿qué tipo de trayectoria sigue un objeto en movimiento en ausencia de una fuerza? verdad que un movimiento en linea recta ?

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    alejandro García
    el 17/7/19

    Según la primera ley de Newton:

    Un objeto en reposo permanece en reposo y un objeto en movimiento permanece en movimiento a velocidad y dirección constantes a menos que sobre él actúe una fuerza externa y no balanceada

    En el caso de que se encuentre en movimiento si, describirá una linea recta, pero no hay que olvidar que pueda estar en reposo.

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    Ruben Lopez
    el 18/7/19

    A la hora de una trayectoria, la única fuerza que influye en su movimiento es la aceleración. Al no tener fuerza esta aceleración es nula, por lo que si el objeto está en reposo, permanecerá en reposo; y si el cuerpo está en movimiento, permanecerá en movimiento.

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    Carmen Escobar Ruiz
    el 15/7/19

     Hola buenas tardes unicoos, tengo varios ejercicios que no se la solución, por favor, ruego que me ayuden para poder explicárselos a mi hijo. Gracias

    En una experiencia en el laboratorio, hemos medido la masa de diferentes esferas de plastilina con una

    balanza. Para cada una de ellas, hemos medido el volumen de agua que desplaza al introducirla en una

    probeta con agua y hemos obtenido los siguientes datos:

    m (g) 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0

    ΔV (mL) 1,6 2,0 2,4 2,8 3,2

    a) Representa la gráfica de m frente a ΔV y calcula la ecuación que relaciona ambas variables.

    b) ¿Qué tipo de relación existe entre estas variables?

    c) ¿Cómo determinarías la densidad de la plastilina?

    d) ¿Qué volumen desplazaría una esfera de plastilina de 1,5 g?


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 17/7/19

    A ver si te ayudamos con este desarrollo.

    a)

    Divides cada par de valores (masa entre volumen), y queda:

    M/ΔV: 2,0/1,6    2.5/2,0    3,0/2,4    3,5/2,8    4,0/3,2,

    y observa que en todos los casos efectúas la división y obtienes el resultado: 1,25,

    por lo que puedes plantear la ecuación:

    M/ΔV = 1,25 (1), aquí multiplicas por ΔV en ambos miembros, y queda:

    M = 1,25*ΔV,

    que es la ecuación de una recta que pasa por el origen de coordenadas del sistema de coordenadas cartesianas ΔV-M,

    cuya pendiente es 1,25 (te dejo la tarea de hacer el gráfico).

    b)

    Observa que la relación entre masa y volumen es lineal, y que también puedes asegurar que la masa es directamente proporcional al volumen.

    c)

    Aquí planteas la expresión de la densidad de la plastilina en función de la masa y del volumen, y queda:

    δ = M/ΔV (2), aquí reemplazas el valor señalado (1), y queda:

    δ = 1,25 g/mL, aplicas la equivalencia entre mililitro y centímetro cúbico, y queda:

    δ = 1,25 g/cm3, que es el valor de la densidad de la plastilina.

    d)
    A partir de la ecuación señalada (2) despejas:

    ΔV = M/δ, reemplazas valores, y queda:

    ΔV = 1,5/1,25, resuelves, y queda:

    ΔV = 1,2 cm3.

    Espero haberte ayudado. 

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    Cristina
    el 14/7/19

    Como se resolveria este problema?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/7/19

    Tienes los datos:

    Ms = 100 g = 0,1 Kg (masa de sustancia),

    Cs = a determinar (calor específico de la sustancia),

    tis = 100 °C (temperatura inicial de la masa de sustancia),

    Ma = 500 g = 0,5 Kg (masa de agua, correspondiente a su volumen: Va = 500 cm3),

    tia = 18 °C (temperatura inicial de la masa de agua),

    Ca = 4180 J/(°C*Kg) (calor específico del agua),

    tf = 20,5 °C (temperatura final de la mezcla en equilibrio).

    Luego, planteas la expresión de la cantidad de energía cedida por la masa de sustancia, y queda:

    ΔQc = Ms*Cs*(tf - tis), reemplazas valores, y queda:

    ΔQc = 0,1*Cs*(20,5 - 100), resuelves el coeficiente, y queda:

    ΔQc = -7,95*Cs (1) (en J).

    Luego, planteas la expresión de la cantidad de energía absorbida por la masa de agua (observa que ésta no cambia de estado en el intervalo de temperaturas), y queda:

    ΔQa = Ma*Ca*(tf - tia), reemplazas valores, y queda:

    ΔQa = 0,5*4180*(20,5 - 18), resuelves el coeficiente, y queda:

    ΔQa = 5225 J (2).

    Luego, si consideras que no hay pérdidas de energía en el sistema masa de sustancia-masa de agua, planteas la condición de equilibrio término, y queda la ecuación:

    ΔQc + ΔQa = 0, restas x en ambos miembros, y queda:

    ΔQc = -ΔQa, sustituyes las expresiones señaladas (1) (2), y queda

    -7,95*Cs = -5225, divides entre -7,95 en ambos miembros, y queda:

    Cs  657,233 J/(°C*Kg).

    Espero haberte ayudado.

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    KaliI
    el 14/7/19
    flag

    Buenas, sé que esta pregunta no va en este apartado del foro pero me urge mucho. 

    c) Deseamos calcular la serie de Fourier de f(x)

    d) Dibuja las siguientes funciones: f(x), a0, a0 + a1 +..., donde en los mismos ejes y en el intervalo (−1, 2). Discute lo que ves en la dibujo.

    Si no pueden responder me podrían decir al menos como integrar esta función?



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    Raúl RC
    el 30/7/19

    Como tu dices, la pregunta no es propia de este foro y aparte tp es del nivel que aborda unicoos, lamento no poder ayudarte amigo ;(

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    Jose
    el 13/7/19

    Me podrían ayudar con estos ejercicios. Gracias!! 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/7/19

    2)

    Aquí debes consultar con tus docentes si están bien consignados los valores de la masa de la bala (20 Kg) y del péndulo (8 Kg).

    Luego, vamos con un planteo genérico de este problema, a modo de orientación.

    Considera un sistema de referencia con eje OX horizontal, con sentido positivo acorde al desplazamiento del proyectil antes del choque, con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, y con origen de coordenadas en la posición del péndulo balístico en reposo.

    Luego, antes del choque (observa que el péndulo está en reposo, y que la altura de ambos objetos es igual a cero, por lo que su energía potencial es igual a cero):

    planteas las expresiones de la cantidad de movimiento y de la energía mecánica inicial del sistema, y queda:

    pa = Mp*vpi + Mpb*vpbi = Mp*vpi + Mpb*0 = Mp*vpi (1);

    EMa = ECa + EPa = ECa + 0 = ECa = (1/2)*Mp*vpi2 + (1/2)*Mpb*vpbi2 = (1/2)*Mp*vpi2 + (1/2)*Mpb*02 =(1/2)*Mp*vpi2 (2).

    Luego, inmediatamente después del choque (observa que los objetos se mueven juntos):

    planteas la expresión de la cantidad de movimiento del sistema, y de su energía cinética (observa que su energía potencial todavía sigue siendo igual a cero), y queda:

    pd = (Mp + Mpb)*v1 (3);

    EMd = ECa + EPd = ECd + 0 = ECd = (1/2)*(Mp + Mpb)*v12 (4).

    Luego, planteas la expresión de la energía mecánica final del sistema (observa que el conjunto está en reposo, por lo que su energía cinética es igual a cero, y que ahora su altura es distinta de cero), y queda:

    EMf = ECf + EPf = 0 + EPf = (Mp + Mpb)*g*hf (5).

    Luego, planteas conservación de la cantidad de movimiento antes e inmediatamente después del choque, y tienes la ecuación:

    pa = pd, aquí sustituyes las expresiones señaladas (1) (3), y queda:

    Mp*vpi = (Mp + Mpb)*v1 (6). 

    Luego, planteas conservación de la energía mecánica entre el instante inmediato posterior al choque y el instante final, y tienes la ecuación:

    EMd = EMf, aquí sustituyes las expresiones señaladas (4) (5), y queda:

    (1/2)*(Mp + Mpb)*v12 = (Mp + Mpb)*g*hf, multiplicas por 2 y divides por (Mp + Mpb) en ambos miembros, y queda:

    v12 = 2*g*hf, extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros, y queda:

    v1 = √(2*g*hf) (7), que es la expresión de la rapidez del conjunto proyectil-péndulo inmediatamente después del choque;

    luego, sustituyes la expresión señalada (7) en la ecuación señalada (6), y queda:

    Mp*vpi = (Mp + Mpb)*√(2*g*hf), aquí divides en ambos miembros, por Mp, y queda:

    vpi = (Mp + Mpb)*√(2*g*hf)/Mp

    que es la expresión de la rapidez del proyectil antes del choque, en función de los datos que tienes en tu enunciado y del módulo de la aceleración gravitatoria terrestre.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/7/19

    4)

    Planteas la expresión general de la posición del centro de masas de un sistema formado por dos partículas que están en reposo, y queda:

    xcm = (M1*x1 + M2*x2)/(M1 + M2), reemplazas valores, y queda:

    xcm = (2*5 + 10*20)/(2 + 10), resuelves el numerador y el denominador, y queda:

    xcm = 210/12, resuelves, y queda:

    xcm = 17,5 m.

    A)

    Planteas la expresión de la velocidad del centro de masas (aquí debes prestar atención a los sentidos de las velocidades de las partículas del sistema), y queda:

    vcm = (M1*v1 + M2*v2)/(M1 + M2), reemplazas valores, y queda:

    vcm = ( 2*4 + 10*(-1) )/(2 + 10), resuelves el numerador y el denominador, y queda:

    vcm = -2/12, resuelves, y queda:

    vcm = -1/6 m/s ≅ 0,167 m/s.

    B)

    Planteas la expresión de la cantidad de movimiento del sistema con respecto al sistema de referencia de tu enunciado, y queda:

    p = M1*v1 + M2*v2, reemplazas valores, y queda:

    p = 2*4 + 10*(-1), resuelves, y queda:

    p = -2 Kg*m/s.

    C)

    Planteas la expresión de la velocidad de la primera partícula con respecto al centro de masas del sistema, y queda:

    v1/cm = v1 - vcm, reemplazas valores, y queda:

    v1/cm = 4 - (-1/6), resuelves, y queda:

    v1/cm = 25/6 m/s ≅ 4,167 m/s.

    Planteas la expresión de la velocidad de la segunda partícula con respecto al centro de masas del sistema, y queda:

    v2/cm = v2 - vcm, reemplazas valores, y queda:

    v2/cm = -1 - (-1/6), resuelves, y queda:

    v2/cm = -5/6 m/s ≅ -0,833 m/s.

    Espero haberte ayudado.

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    Gabriela Cuevas
    el 13/7/19

    Hola, por favor me ayudan con estos ejercicios, me los dieron en un examen final y no supe como hacerlos:

    Se tienen 3 esferas A,B, C descargadas inicialmente. La A de capacidad 20pF y B y C de 5pF. La de mayor capacidad se conecta con una DDP 10V y cuando queda cargada y estable se la desconecta y se pone en contacto con la esfera B, cuando el sistema se estabiliza la esfera B se pone en contacto con la esfera C hasta entrar en regimen estable, luego se dispone la A en el origen, la B en (4;0) y la C (0;3).

    Hallar:

    a) El campo ele en (4;3)

    b) La F neta que obra sobre la esfera A.

    Dato: las posiciones están en metros.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/7/19

    Vamos con una orientación.

    Tienes las capacidades de las esferas conductoras:

    CA = 20 pF, CB = 5 pF, CC = 5 pF.

    Luego, vamos por etapas

    1°)

    Tienes el potencial inicial de la esfera A: VAi = 10 V, de donde tienes que la carga inicial de la esfera A es:

    qAi = CA*VAi, reemplazas valores, y queda:

    qAi = 20*10 = 200 pC.

    2°)

    La esfera A (que tiene su carga inicial) se pone en contacto con la esfera B (que está descargada), por lo que tienes que la carga inicial de la esfera A se redistribuye, hasta que en el equilibrio la esfera A queda con su carga final, y la esfera B queda con su carga inicial, y observa que ambas esferas quedan con el mismo potencial, por lo que puedes plantear las ecuaciones:

    qAf + qBi = qAi,

    qAf/CA = qBi/CB;

    luego, reemplazas valores en ambas ecuaciones, y el sistema queda:

    qAf + qBi = 200,

    qAf/20 = qBi/5;

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

    qAf = 160 pC,

    qBi = 40 pC.

    3°)

    La esfera B (que tiene su carga inicial) se pone en contacto con la esfera C (que está descargada), por lo que tienes que la carga inicial de la esfera B se redistribuye, hasta que en el equilibrio la esfera B queda con su carga final, y la esfera C queda con su carga, y observa que ambas esferas quedan con el mismo potencial, por lo que puedes plantear las ecuaciones:

    qBf + qC = qBi,

    qBf/CB = qC/CC;

    luego, reemplazas valores en ambas ecuaciones, y el sistema queda:

    qBf + qC = 40,

    qBf/5 = qC/5;

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

    qBf = 20 pC,

    qC = 20 pC.

    Luego, ya tienes remarcados los valores de las cargas de las tres esferas conductoras, y puedes comenzar a plantear y resolver las cuestiones que presentan en tu enunciado.

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

    Espero haberte ayudado.

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    Gabriela Cuevas
    el 13/7/19

    Hola, por favor me ayudan con estos ejercicios, me los dieron en un examen final y no supe como hacerlos:

    Una esfera de acero de 4kg de masa y 5.005 cm de radio es colocada sobre un anillo de Zinc de 10 cm de diámetro, ambos a 0°C.

    a) ¿Cual es la temperatura a partir de la cual la esfera pasa por el anillo?

    b)En esas condiciones ¿Qué masa de hielo a -5°C podría derretir totalmente?

    λzinc= 0.00022 1/°C, λacero= 0.000012 1/°C, C zinc= 0.092 cal/g °C, C acero= 0.115 cal/ g °C.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/7/19

    Te ayudamos con el planteo de la primera parte.

    a)

    Planteas la expresión del volumen final de la esfera (observa que se trata de un bloque), y queda:

    Vef = Vei*(1 + 3λac*(tf - ti);

    luego, sustituyes las expresiones de los volúmenes inicial y final de la esfera en función de los radios, y queda:

    (4/3)π*Ref3(4/3)π*Rei3*(1 + 3λac*(tf - ti), multiplicas por 3 y divides por 4π en ambos miembros, y queda:

    Ref3 = Rei3*(1 + 3λac*(tf - ti) (1).

    Planteas la expresión de la longitud final del anillo (observa que se trata de un alambre), y queda:

    Laf = Lai*( 1 + λZn*(tf - ti) );

    luego, sustituyes las expresiones de las longitudes inicial y final del anillo en función de los radios, y queda:

    2π*Raf = 2π*Rai*( 1 + λZn*(tf - ti) ), divides por 2π en ambos miembros, y queda:

    Raf = Rai*( 1 + λZn*(tf - ti) ) (2).

    Luego, observa que para que la esfera pase justo por el anillo, debe cumplirse que los radios sean iguales, por lo que puedes plantear la ecuación:

    Raf = Ref (3).

    Luego, queda que resuelvas el sistema formado por las tres ecuaciones señaladas (1) (2) (3), cuyas incógnitas son los radios finales de la esfera y del anillo, y la temperatura final del sistema (te dejo la tarea).

    Luego, una vez que tienes la temperatura final, observa que ésta es la temperatura inicial de la esfera, y debes plantear que la masa de hielo a derretir (cuyo valor debes determinar), debe elevar su temperatura a 0 °C, y luego cambiar a estado líquido, por lo que tienes que la temperatura final del sistema es 0 °C.

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

    Espero haberte ayudado.

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