Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Javier CS
    el 20/1/19

    ¿Cuál es la finalidad del apartado b)? Creo haber calculado todo excepto dicho apartado, gracias.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 20/1/19

    a)

    Evalúas las expresiones paramétricas para el instante inicial (ti = 0), y tienes:

    x(0) = 2,

    y(0) = 0,

    por lo que tienes que la posición inicial de la nadadora está expresada por el vector:

    p(0) = < 2 , 0 >.

    Evalúas las expresiones paramétricas para el instante final (tf = 5), y tienes:

    x(0) = 22,

    y(0) = 15,

    por lo que tienes que la posición final de la nadadora está expresada por el vector:

    p(5) = < 22 , 15 >.

    b)

    Aquí planteas la expresión del módulo del vector posición final, y la distancia al origen queda expresada:

    D(5) = │p(5)│ = √(222 + 152) = √(484 + 225) = √(709) ≅ 26,627;

    y observa que el módulo del vector posición te indica cuál es la distancia entre la posición de la nadadora en el instante indicado y el origen de coordenadas.

    c)

    Aquí planteas la expresión del vector desplazamiento final en función de los vectores de posición, y queda:

    d(5) = p(5) - p(0), reemplazas expresiones, y queda:

    d(5) = < 22 , 15 > - < 2 , 0 >, resuelves la resta vectorial, y queda:

    d(5) = < 20 , 15 >;

    y observa que el vector desplazamiento tiene punto de aplicación en la posición inicial de la nadadora, y extremo en el punto correspondiente a su posición final.

    d)

    Aquí planteas la expresión de la velocidad media en función del desplazamiento y de los instantes correspondientes, y queda:

    vm = d(5) / (5 - 0), reemplazas la expresión del desplazamiento, resuelves el denominador, y queda:

    vm = < 20 , 15 > / 5, resuelves, y queda:

    vm = < 4 , 3 >.

    Espero haberte ayudado.

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    Andresiitooo
    el 20/1/19

    OS RECOMIENDO VER EL VÍDEO DE YOUTUBE https://www.youtube.com/watch?v=o2ftEeHY6vM&t=23s . LA RADIACTIVIDAD PARA PRINCIPIANTES(DIRIGIDO A ALUMNOS DE 3ºESO). UN SALUDO!!

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 21/1/19

    Muchas gracias por tu sugerencia, Andresito.

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  • Usuario eliminado
    el 20/1/19

    Cómo se plantearía este problema? Se qué es muy sencillo, pero no sé me ocurre nada


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 20/1/19

    Observa que sobre el bloque actúan dos fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:

    Peso: P = M*g, vertical, hacia abajo;

    Acción normal del plano inclinado: N, perpendicular al plano inclinado, hacia arriba.

    Luego, establece un sistema de referencia con instante inicial: ti = 0 correspondiente al comienzo del ascenso del bloque sobre el plano inclinado, con origen de coordenadas en el pie del plano, con eje OX paralelo al plano inclinado con sentido positivo hacia arriba, y con eje OY perpendicular al plano inclinado con sentido positivo hacia arriba.

    Luego, aplicas la Segunda Ley de Newton (sería muy conveniente que dibujes el diagrama de fuerzas de este problema), y tienes el sistema de ecuaciones (observa que indicamos con θ al ángulo de inclinación del plano inclinado con respecto a la horizontal):

    -P*senθ = M*a,

    N - P*cosθ = 0;

    sustituyes la expresión del módulo del peso del bloque en ambas ecuaciones, y queda:

    -M*g*senθ = M*a, de aquí despejas: a = -g*senθ (1),

    N - M*g*cosθ = 0, de aquí despejas: N = M*g*cosθ (2).

    Luego, planteas la expresión de la función velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (observa que el bloque de hielo se desplaza según la dirección del eje OX), y queda:

    v(t) = vi + a*t;

    luego, reemplazas el valor del módulo de la velocidad inicial que tienes en tu enunciado, sustituyes la expresión señalada (1) en el primer factor del último término, reemplazas el valor del módulo de la aceleración gravitatoria terrestre (consideramos: g = 9,8 m/s2), y queda:

    v(t) = 0,365 - 9,8*senθ*t;

    evalúas la expresión para el instante en estudio (t = 1,10 s), y queda:

    v(1,10) = 0,365 - 9,8*senθ*1,10,

    reemplazas el valor de la velocidad para el instante en estudio (v(1,10) = 0), resuelves el coeficiente en el último término,  queda:

    0 = 0,365 - 10,78*senθ,

    sumas 10,78*senθ en ambos miembros, y queda:

    10,78*senθ = 0,365,

    divides en ambos miembros por 10,78, y queda:

    senθ ≅ 0,0339,

    compones en ambos miembros con la función inversa del seno, y queda:

    θ ≅ 1,9403°.

    Luego, puedes reemplazar el valor remarcado en las ecuaciones señaladas (1) (2), y podrás calcular el valor de la aceleración del bloque, y el valor del módulo de la acción normal que el plano inclinado ejerce sobre él.

    Espero haberte ayudado.

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    Sara
    el 20/1/19

    ¿Cómo se respondería la siguiente pregunta?

    ¿Es posible que un objeto en un sistema no inercial posea aceleración sin que sobre él actúen fuerzas externas? ¿Por qué?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 22/1/19

    Recuerda que las Leyes de Newton están referidas a sistemas inerciales.

    Vamos con tres ejemplos.

    Imagina que te encuentras de pie viajando en un autobús urbano:

    1°)

    Si el conductor mantiene la marcha en línea recta y con velocidad constante, observa que no hay fuerzas aplicadas sobre ti que tengan la dirección de desplazamiento del autobús (en este caso tienes un sistema de referencia inercial con eje OX horizontal ligado al autobús).

    2°)

    Si el conductor se ve obligado a aplicar drásticamente los frenos, observa que te verás impulsado hacia la parte delantera del autobús por una "Fuerza de Inercia" sin que haya actuado sobre ti un agente externo (en este caso tienes un sistema de referencia no inercial con eje OX horizontal ligado al autobús).

    3°)

    Si el conductor se ve obligado a acelerar drásticamente, observa que te verás impulsado hacia la parte trasera del autobús por una "Fuerza de Inercia" sin que haya actuado sobre ti un agente externo (en este caso tienes un sistema de referencia no inercial con eje OX horizontal ligado al autobús).

    Espero haberte ayudado.

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    Mohamed Hafid
    el 19/1/19

    Hola me podrian echar un cable con esto. GRACIAs¡¡¡¡

     Dos cargas eléctricas puntuales e iguales, de valor q1 = q2 = 30 nC están fijas en el espacio en los puntos de coordenadas (-3, 0) y (3, 0). (Coordenadas expresadas en metros) b1) (1 punto) Calcule el campo electrostático  (módulo, dirección y sentido) en el punto A de coordenadas (0,4).

    ( ¿Qué carga q3 deberemos colocar en el punto (0,-3) para que se anule el campo en el punto A? este es el unico apartado que no logro resolver: direccion (0i:17.28j) y modulo 17.28 N/C

    Considerando las tres cargas, ¿qué valor adquiere el potencial electrostático en el punto (0,0)? 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 19/1/19

    1)

    Tienes a la primera carga ubicada en el punto P1(-3,0);

    luego, planteas la expresión del vector posición del punto en estudio: A(0,4) con respecto al punto P1, y queda:

    u1 = P1A = < 0-(-3) , 4-0 > = < 3 , 4 > (en metros),

    cuyo módulo queda: │u1 │ = √(32+42) = √(25) = 5 m = r1,

    por lo que tienes que el vector unitario asociado queda:

    U1u1/│u1 │ = < 3 , 4 >/5 = < 3/5 , 4/5 >;

    luego, planteas la expresión vectorial del campo electrostático producido por la primera carga en el punto en estudio, y queda:

    E1 = (k*q1/r12)*U1 = (9*109*30*10-9/52)*< 3/5 , 4/5 > = (54/5)*< 3/5 , 4/5 > = < 162/25 , 216/25 > (en N/C).

    Tienes la segunda carga ubicada en el punto P2(3,0);

    luego, planteas la expresión del vector posición del punto en estudio: A(0,4) con respecto al punto P2, y queda:

    u2 = P2A = < 0-3 , 4-0 > = < -3 , 4 > (en metros),

    cuyo módulo queda: │u2 │ = √((-3)2+42) = √(25) = 5 m = r2,

    por lo que tienes que el vector unitario asociado queda:

    U2 = u2/│u2 │ = < -3 , 4 >/5 = < -3/5 , 4/5 >;

    luego, planteas la expresión vectorial del campo electrostático producido por la primera carga en el punto en estudio, y queda:

    E2 = (k*q2/r22)*U2 = (9*109*30*10-9/52)*< -3/5 , 4/5 > = (54/5)*< -3/5 , 4/5 > = < -162/25 , 216/25 > (en N/C).

    Luego, planteas la expresión vectorial del campo electrostático resultante en el punto en estudio, y queda:

    E = E1 + E2, reemplazas expresiones, y queda:

    E = < 162/25 , 216/25 > + < -162/25 , 216/25 >, resuelves la suma vectorial, y queda:

    E = < 0 , 432/25 > = 0 , 17,28 > (1) (en N/C),

    cuyo módulo es:

    │E│ = 17,28 (en N/C),

    y cuya dirección y sentido están determinados por el vector:

    v1 = E/│E│ = < 0 , 17,28 >/(17,28) = < 0 , 1 >.

    2)

    Tienes a la tercera carga (q3) ubicada en el punto P3(0,-3);

    luego, planteas la expresión del vector posición del punto en estudio: A(0,4) con respecto al punto P3, y queda:

    u3 = P3A = < 0-0 , 4-(-3) > = < 0 , 7 > (en metros),

    cuyo módulo queda:

    │u3 │ = √(02+72) = √(49) = 7 m = r3,

    por lo que tienes que el vector unitario asociado queda:

    U3 = u3/│u3 │ = < 0 , 7 >/7 = < 0 , 1 >;

    luego, planteas la expresión vectorial del campo electrostático producido por la primera carga en el punto en estudio, y queda:

    E3 = (k*q3/r32)*U3 = (9*109*q3/72)*< 0 , 1 > = (9/49)*109*q3*< 0 , 1 > = < 0 , (9/49)*109*q3 > (2) (en N/C).

    Luego, planteas la condición de campo electrostático nulo en el punto en estudio, y queda:

    E + E3 = O,

    sustituyes las expresiones señaladas (1) (2) y la expresión del vector nulo, y queda:

    < 0 , 432/25 > + < 0 , (9/49)*109*q3 > = < 0 , 0 >,

    resuelves la suma vectorial en el primer miembro, y queda:

    < 0 , 17,28+(9/49)*109*q3 > = < 0 , 0 >,

    luego, por igualdad entre expresiones vectoriales, igualas componente a componente, y queda:

    0 = 0 (observa que es una Identidad Verdadera),

    17,28 + (9/49)*109*q3 = 0,

    restas 17,28 en ambos miembros de la segunda ecuación, y queda:

    (9/49)*109*q3 = -17,28,

    multiplicas por 49 y divides por 9 en ambos miembros, y queda:

    109*q3 = -94,08,

    multiplicas en ambos miembros por 10-9, y queda:

    q3 = -94,08*10-9 C = -94,08 nC.

    3)

    Luego, tienes todo lo que necesitas para calcular el potencial resultante en el origen de coordenadas.

    Espero haberte ayudado.

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    ines lopez
    el 19/1/19

    Se genera una vibración sonora en un instrumento de 0,57 metros abierto solo por un extremo (un clarinete). Se forman 3 nodos siendo la velocidad de propagación de las ondas 345 m/s. Dibuja la onda formada. Si la amplitud de la onda inicial que produce la interferencia es de 0,4 cm, Calcula la ecuación de la onda resultante. ¿Se propagan con la misma velocidad todos los armónicos? Calcula la(s) velocidad(es) de propagación. 

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    Raúl RC
    el 22/1/19

    Hola Ines, te recomiendo que intentes aportar todo lo que hayas podido hacer, no solo el enunciado, será mas fácil ayudarte, ver en qué fallas..etc

    El profe grabó algunos vídeos sobre esta temática que te sugiero que eches un vistazo, seguro que te ayudan a arrancar con tu problema, nos cuentas ;)

    https://www.youtube.com/watch?v=wszKb8n88Pw

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


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  • Usuario eliminado
    el 19/1/19

    En este problema, ¿cómo lo haríais?


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 19/1/19

    Observa que sobre el objeto actúan tres fuerzas verticales, de las que indicamos sus módulos y sentidos:

    Peso: Poδo*Ao*g*ho (en Newtons), hacia abajo;

    Empuje de la masa de benceno: Ebδb*Ao*g*hb (en Newtons), hacia arriba;

    Empuje de la masa de agua: Ea = δa*Ao*g*ha (en Newtons), hacia arriba;

    y observa que la relación entre los distintos tramos de la altura del objeto queda expresada en la ecuación:

    y + hb + ha = ho, y de aquí despejas:

    ha = ho - hb - y (1),

    que es la expresión de la altura de la porción sumergida en agua en función de la altura del objeto, de la altura de la porción sumergida en benceno, y de la altura correspondiente a la porción que no está sumergida.

    Luego, estableces un sistema de referencia con eje de posiciones (alturas) OY vertical con sentido positivo hacia arriba, aplicas la Primera Ley de Newton, y tienes la ecuación:

    Eb + Ea - Po = 0,

    sustituyes las expresiones de los módulos de la fuerzas, y queda:

    δb*Ao*g*hb + δa*Ao*g*ha - δo*Ao*g*ho = 0,

    divides en todos los términos por Ao*g, y queda:

    δb*hb + δa*ha - δo*ho = 0,

    aquí sustituyes la expresión señalada (1) en el segundo factor del segundo término, y queda:

    δb*hb + δa*(ho - hb - y) - δo*ho = 0,

    y solo queda que reemplaces los datos:

    δb = 0,90*103 = 900 Kg/m3 (densidad del benceno),

    hb = 2 cm =0,02 m (altura de la porción sumergida en benceno),

    δa = 1000 Kg/m3 (densidad del agua),

    ho = 20 cm = 0,2 m (altura del objeto),

    δo = 0,80*103 = 800 Kg/m3 (densidad del objeto,

    y = a determinar (altura de la porción que no está sumergida),

    y observa que no son necesarios los valores del área de la base del objeto (Ao), ni del módulo de la aceleración gravitatoria terrestre (g).

    Luego, solo queda que termines la tarea.

    Espero haberte ayudado.

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    Sara
    el 19/1/19

    ¿Estaría bien expresada la 2ºLey de Newton en función de la cantidad de movimiento de la siguiente manera?

    La segunda ley de Newton, en términos de la cantidad de movimiento, establece que la fuerza sobre un objeto es igual a la rapidez de cambio de la cantidad de movimiento del objeto

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 19/1/19

    Tu idea es correcta.

    La fuerza aplicada sobre un cuerpo es igual a la razón de cambio de su cantidad de movimiento con respecto al tiempo:

    F = dp/dt = d(M*v)/dt.

    Espero haberte ayudado.

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  • Usuario eliminado
    el 18/1/19

    ¿Cómo se haría este ejercicio?


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 19/1/19

    Vamos con una orientación.

    1)

    Sí,

    porque si la fuerza neta aplicada sobre él tiene dirección perpendicular a la trayectoria, entonces tienes que el trabajo mecánico de la fuerza sobre el cuerpo es igual a cero, y, de acuerdo con la Primera Ley de Newton, tienes que el cuerpo permanece en reposo o se desplaza con Movimiento Rectilíneo Uniforme, por lo que sí puede desplazarse en línea recta, pero con velocidad constante.

    2)

    No,

    porque puede ocurrir que se desplace con el mismo sentido de la fuerza aplicada sobre él, como ocurre en una caída libre,

    o puede ocurrir también que se desplace con el sentido contrario a la fuerza aplicada sobre él, como ocurre en la etapa de ascenso de un tiro vertical,

    o puede ocurrir que se desplace con dirección y sentido distinto al de la fuerza aplicada sobre él, como ocurre en un tiro oblicuo (o parabólico).

    3)

    No,

    porque el módulo de la fuerza de rozamiento estático varía desde cero, cuando el cuerpo está apoyado sobre una superficie horizontal y solamente actúan sobre él fuerzas verticales,

    hasta su valor máximo (μe*N), que ocurre cuando actúa una fuerza neta horizontal sobre él que está a punto de provocar su desplazamiento.

    4)

    No,

    observa el caso del tiro oblicuo en el vacío, donde tienes que el cuerpo se desplaza siguiendo una trayectoria parabólica, pero la fuerza resultante que actúa sobre él es su peso, cuya dirección es vertical y su sentido es hacia abajo.

    Espero haberte ayudado.

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    Mari Carmen Racero
    el 18/1/19

    Buenas tardes , como sería este ejercicio ? Gracias

     Un cuerpo de masa 40 kg, unido a un muelle de constante elástica 60N/m, está sumergido en un amortiguador viscoso de constante de amortiguación 10Ns/m. Determinar: a) Si el sistema oscila o no.  ,  b) En caso de que oscile, ¿Cuál es el valor de la frecuencia de oscilación?  c) El tiempo transcurrido hasta que la amplitud de la oscilación descienda al 36.8% de su valor inicial. 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 22/1/19

    Vamos con una orientación, que espero te resulte útil.

    Consideramos que el oscilador se desplaza con dirección horizontal; por lo que tienes que sobre él actúan la fuerza recuperadora y la fuerza viscosa, luego aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes la ecuación diferencial:

    -b*x' - k*x = M*x'', aquí reemplazas valores (M = 40 Kg, k = 60 N/m y b = 10 N*s/m), y queda:

    -10*x' - 60*x = 40*x'', divides por -40 en todos los términos, y queda:

    0,25*x' + 1,5*x = -x'', sumas x'' en ambos miembros, y queda:

    x'' + 0,25*x' + 1,5*x = 0 (*),

    que es una ecuación diferencial lineal, de segundo orden, con coeficientes constantes y homogénea, cuya ecuación característica es:

    r2 + 0,25*r + 1,5 = 0,

    que es una ecuación polinómica cuadrática cuyas soluciones son:

    r1 = ( -0,25-√(-5,9375) )/2 ≅ -0,125 - 1,84*i,

    r2 = ( -0,25+√(-5,9375) )/2 ≅ -0,125 + 1,84*i;

    por lo que tienes que la función posición del oscilador tiene la forma:

    x(t) A*e-0,125*t*cos(1,84*t+δ) (1),

    luego derivas, y tienes que la expresión de la función velocidad del oscilador tiene la forma:

    v(t) -0,125*A*e-0,125*t*cos(1,84*t+δ) - 1,84*A*e-0,125*t*sen(1,84*t+δ) (2);

    en las que tienes:

    A(t) = A*e-0,125*t (función amplitud de oscilación, y A(0) = A es su valor inicial y máximo),

    ω 1,84 rad/s (pulsación, o frecuencia angular, de oscilación),

    δ: fase inicial (cuyo valor depende de las condiciones iniciales).

    a) 

    Como la ecuación diferencial señalada (*) tiene soluciones complejas propiamente dichas (con parte real distinta de cero, y parte imaginaria distinta de cero), puedes concluir que el sistema oscila con amortiguamiento.

    b)

    La pulsación (frecuencia angular) de oscilación es:

    ω  1,84 rad/s.

    c)

    Tienes la condición para el instante en estudio:

    A(t) = 0,368*A(0),

    sustituyes la expresión de la función amplitud de oscilación en el primer miembro, y el valor de dicha función evaluada para el instante inicial (t = 0) en el segundo miembro, resuelves el segundo miembro, y queda:

    A*e-0,125*t = 0,368*A, divides por A en ambos miembros, y queda:

    e-0,125*t = 0,368, compones en ambos miembros con la función inversa del logaritmo natural, y queda:

    -0,125*t ≅ -1, divides por -0,125 en ambos miembros, y queda:

    ≅ 8 s.

    Espero haberte ayudado.


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