Foro de preguntas y respuestas de Física

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    tiësto
    el 16/1/19

    Alguien puede ayudarme con la resolución de estos ejercicios?



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    Raúl RC
    el 16/1/19

    Hola, me encantaria ayudarte pero no respondemos dudas universitarias que no tengan que ver específicamente con los vídeos que ha grabado el profe como excepción....espero que algun otro unico universitario se anime, lo ideal seria que os ayudarais los unos a los otros.

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    ana
    el 16/1/19

    Buenas me podeis ayudar con este ejercicio de campo magnetico

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 18/1/19

    Observa que las dimensiones de la espira rectangular son: (b0-a0) y L (ancho y largo, respectivamente).

    Luego, observa que las líneas del campo magnético producido por la corriente I0 sen entrantes al plano de la imagen para la región delimitada por la espira, y que la intensidad del campo disminuye a medida que te ubicas más lejos y a la derecha del hilo recto conductor.

    Luego, establece un sistema de referencia con eje OX horizontal según tu imagen, con origen en el punto en el que corta al hilo conductor recto, y con sentido positivo hacia la derecha.

    a)

    Sobre el segmento que tienes dibujado con línea cortada, puedes definir un elemento de área paralelo al hilo conductor, cuyas dimensiones son: dx (ancho, horizontal) y L (largo, vertical), por lo que tienes que su área queda expresada:

    dA = L*dx,

    y observa (recuerda la Ley de Ampere) que la expresión del flujo magnético que atraviesa el elemento de área de la espira tiene la expresión ( recuerda la expresión del módulo del campo magnético producido por una intensidad de corriente recta muy larga, a una distancia x de ella: B = μ0*I0/(2π*x) ):

    dΦ = B*dA = ( μ0*I0/(2π*x) ) * L*dx = μ0*I0*L/(2π) )*(1/x), con a0 ≤ x ≤ b0;

    luego integras (indicamos con corchetes que debes evaluar con Regla de Barrow), y queda:

    Φ = μ0*I0*L/(2π) ) * [ lnx ], evalúas, y queda:

    Φ = μ0*I0*L/(2π) ) * ( ln(b0) - ln(a0) ), aplicas la propiedad del logaritmo de una división, y queda:

    Φ = μ0*I0*L/(2π) ) * ( ln(b0)/ln(a0) ).

    b)

    A partir de la ecuación diferencial:

    dΦ = ( μ0*I0/(2π*x) ) * L*dx, expresas al desplazamiento de la espira (dx) en función de su velocidad, y queda:

    dΦ = ( μ0*I0/(2π*x) ) * L*v0*dt, de aquí tienes que la derivada del flujo magnético con respecto al tiempo queda:

    dΦ/dt = μ0*I0/(2π*x) ) * L*v0 (1),

    luego planteas la Ley de Lenz:

    εi = -dΦ/dt, sustituyes la expresión señalada (1), y queda:

    εi = -μ0*I0/(2π*x) ) * L*v0,

    que es la expresión de la fuerza electromotriz inducida por el desplazamiento de la espira alejándose de la corriente rectilínea, lo que trae aparejad la disminución de las líneas de campo magnético que atraviesan la espira, y con ello la disminución del flujo magnético a través de ella;

    luego, tienes que sobre la espira circulará una corriente eléctrica inducida que la recorrerá en sentido horario, lo que producirá un campo magnético con líneas de fuerza entrantes al plano de la imagen, y la expresión de la intensidad de dicha corriente inducida queda:

    Ii =εi│/R = ( μ0*I0/(2π*x) ) * L*v0 )/R.

    Espero haberte ayudado.

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    Chaima Ct
    el 16/1/19

    Hola unicoos me podéis ayudar con este ejercicio por favor?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 22/1/19



    Vamos con algunas orientaciones.

    Observa la primera foto, en la que te mostramos el planteo de los campos magnéticos y de las fuerzas por unidad de longitud, por medio de la Ley de Ampère y de la Ley de Lorentz respectivamente.

    Observa la segunda foto, en la que te mostramos los diagramas vectoriales correspondientes, y las expresiones de las componentes, tanto del campo magnético resultante como de la fuerza por unidad de longitud resultante.

    Luego, espero que haya quedado todo presentado en forma comprensible, y observa que solo queda que sustituyas expresiones, reemplaces valores y hagas los cálculos correspondientes.

    Espero haberte ayudado.

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    pabloxtos _21
    el 16/1/19

    En un ejercicio en el que me pide calcule la diferencia de potencial en campos electricos, alguien me puede explicar por que se pasa de lo que os he rodeado al segundo circulo que os he hecho,

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 16/1/19

    Has planteado bien la expresión del potencial resultante en el punto B:

    V = k*(q1/r1 + q2/r2) (1).

    Luego, tienes lo datos:

    k = 9*109 N*m2/C2 (2) (constante de Coulomb),

    q1 = 40 nC = 40*10-9 C (3), ubicada en el punto: A'(1,0) (en cm), que es equivalente a: A'(10-2,0) (en metros),

    q2 = -10 nC = -10*10-9 C (4), ubicada en el punto: A(0,2) (en cm), que es equivalente a: A'(0,2*10-2) (en metros).

    Luego, tienes el punto en estudio: B(1,2) (en cm), que es equivalente a: B(10-2,2*10-2) (en metros),

    por lo que tienes que las expresiones de las distancias entre el punto en estudio y los puntos donde están ubicadas las cargas quedan:

    r1 = |AB| = 2 cm = 2*10-2 m (5),

    r2 = |A'B| = 1 cm = 10-2 m (6).

    Luego, reemplazas los valores señalados (5) (6) en la expresión señalada (1), y queda:

    V = k*( q1/(2*10-2) + q2/(10-2) ),

    aquí aplicas la propiedad de las potencias con exponente negativo (recuerda: 1/10-n = 10n), y queda:

    V = k*( q1*102/2 + 102*q2 ),

    resuelves potencias, y queda:

    V = k*( q1*100/2 + 100*q2 ),

    resuelves el coeficiente y ordenas factores en el primer término del agrupamiento, y queda:

    V = k*( 50*q1 + 100*q2 ).

    Espero haberte ayudado.

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    carmela
    el 16/1/19

     Desde un avión se lanza una granada en dirección horizontal con una velocidad de 100 m/s. La granada estalla a los 20 s de haber sido lanzada, dividiéndose en dos trozos, de masas 1 kg y 1,5 kg. El fragmento mayor sale despedido según la dirección horizontal con una velocidad de 250 m/s. Calcular la velocidad y dirección del otro fragmento.



    ¿Cómo se puede saber en qué dirección sale despedido el otro fragmento? Hago un dibujo y no lo veo nada claro

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 16/1/19

    Establece un sistema de referencia con instante inicial: ti = 0 correspondiente al lanzamiento de la granada, con origen en la posición del avión en dicho instante, con eje OX horizontal con sentido positivo acorde al desplazamiento del avión, y con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba.

    Luego, tienes los datos iniciales:

    M = 2,5 Kg (masa de la granada),

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

    vxi = 100 m/s, vyi = 0 (velocidad inicial de la granada, observa que conserva la velocidad del avión),

    a = -g = -9,8 m/s2 (aceleración gravitatoria terrestre, con dirección vertical y sentido hacia abajo);

    luego, planteas las expresiones de las funciones de posición y de velocidad de Tiro Oblicuo (o Parabólico), cancelas términos nulos, resuelves coeficientes, y queda:

    x = 100*t,

    y = -4,9*t2,

    vx = 100,

    vy = -9,8*t;

    luego, evalúas las cuatro expresiones para el instante en estudio: t = 20 s (observa que es el instante inmediato anterior al estallido de la granada), resuelves, y queda:

    x = 2000 m (abscisa del punto donde ocurre la explosión),

    y = -1960 m (ordenada del punto donde ocurre la explosión),

    vx = 100 m/s (componente horizontal de la velocidad de la granada antes de la explosión),

    vy = -196 m/s (componente vertical de la velocidad de la granada antes de la explosión);

    luego, planteas las expresiones de las componentes del impulso de la granada inmediatamente antes del estallido, y queda:

    pAx = M*vx,

    pAy = M*vy,

    reemplazas el valor de la masa de la granada y los valores de las componentes de su velocidad, y queda:

    pAx = 2,5*100 = 250 N*s (1),

    pAy = 2,5*(-196) = -490 N*s (2).

    Luego, tienes los datos correspondientes al instante inmediato posterior al estallido (t = 20 s):

    para el trozo mayor:

    M1 = 1,5 Kg,

    v1x = 250 m/s,

    v1y = 0.

    para el trozo menor:

    M2 = 1 Kg,

    v2x = a determinar,

    v2y = a determinar;

    luego, planteas las expresiones de las componentes del impulso del sistema formado por los dos trozos de la granada inmediatamente después del estallido, y queda:

    pDx = M1*v1x + M2*v2x,

    pDy = M1*v1y + M2*v2y,

    reemplazas los valores de las masas de los trozos de la granada y los valores de las componentes de sus velocidades, y queda:

    pDx = 1,5*250 + 1*v2x,

    pDy = 1,5*0 + 1*v2y,

    resuelves términos, cancelas el término nulo, y queda:

    pDx = 375 + 1*v2x (3),

    pDy = 1*v2y (4).

    Luego, si consideras que la diferencia entre el instante inmediato anterior y el instante inmediatamente posterior al estallido es prácticamente nula, puedes plantear conservación del impulso, y tienes el sistema de ecuaciones:

    pDx = pAx,

    pDy = pAy,

    sustituyes la expresión señalada (3) y el valor señalado (1) en la primera ecuación, sustituyes la expresión señalada (4) y el valor señalado (2) en la segunda ecuación, y queda:

    375 + 1*v2x = 250, de aquí despejas: v2x = -125 m/s,

    1*v2y = -490, de aquí despejas: v2y = -490 m/s;

    por lo que puedes concluir que el fragmento más pequeño se desplaza con sentido horizontal opuesto al fragmento más grande, y con sentido vertical hacia abajo;

    luego, planteas la expresión del módulo de la velocidad del trozo más pequeño, y queda:

    v√(v2x2 + v2y2) = √( (-125)2 + (-490)2 ) = √(255725) ≅ 505,693 m/s;

    luego, planteas la expresión de la tangente de su ángulo de inclinación con respecto a la dirección del avión, y queda:

    tanθ = v2y/v2x = -490/(-125) = 3,92,

    luego, compones con la función inversa de la tangente (haz un diagrama de velocidades, y presta atención al cuadrante en que se encuentra la velocidad del fragmento menor), y queda:

    θ = arctan(3,92) ≅ 75,689° + 180° ≅ 255,689°.

    Espero haberte ayudado.

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    Matias Nuñez
    el 15/1/19

    Hola buenas me podrian ayudar con estos ejercicios de inercia

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    Raúl RC
    el 16/1/19

    Hola! Me encantaría ayudarte, pero no respondemos dudas universitarias que no tengan que ver específicamente con los videos que ya ha grabado como excepcion el profe. O de otras asignaturas que no sean matemáticas, física y química. Lo siento de corazón… Espero lo entiendas

    Unicoos llega exclusivamente hasta secundaria y bachillerato. Espero algun otro unico universitario pueda ayudarte, lo ideal sería que os ayudárais los unos a los otros

    Como excepción el profe grabó unos vídeos que espero puedan servirte, lamento no poder ayudarte mas 


    Momento de inercia

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    Matias Nuñez
    el 16/1/19

    okey gracias, no hay problema

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    miky
    el 15/1/19

    Me ayudarían por favor con estos ejercicios. 





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    Fernando Alfaro
    el 16/1/19

    Ej 13.76


    1 pie = 12 pulgadas   y   1 pulgada = 2.54 cm

    g = -9.8 m/s2 * 100cm/m * pulgadas/2.54cm * pies/12 pulgadas = -9.8*100/(2.54*12) = -32.152 pies/s2 


    Origen de coordenadas en el punto de partida   => x= 0   e  y0 = 0

    Paramétricas del proyectil:

    x(t) = v0cos(θ)t                   => t(x) = x/v0cos(θ)

    y(t) = ½gt2 + v0sen(θ)t


    Trayectoria del proyectil, haciendo y(t(x)):

    y(t(x)) = ½g(x/v0cos(θ))2 + v0sen(θ)(x/v0cos(θ))  => y(x) =  gx2 /(2v02 cos(θ)2)  + tg(θ)x


    Despejando v0 :

    y(x) - tg(θ)x = gx2 /(2v02 cos(θ)2) => 2v02 cos(θ)2 = gx2 / (y(x) - tg(θ)x) => v02 =  gx2 / (2cos(θ)2(y(x) - tg(θ)x))  => v0 = √(gx2 / (2cos(θ)2(y(x) - tg(θ)x)))


    y(x) valdría 3 pies tanto para x = 27 pies como para x = 33 pies.    Sustituyendo valores:

    Para x = 27  => v0 = √(-32.15(27)2 / (2cos(50)2(3 - tg(50)*27))) = 31.18 fps (feet per second = pies/segundo)

    Para x = 33  => v0 √(-32.15(33)2 / (2cos(50)2(3 - tg(50)*33))) = 34.15 fps


    Entonces el rango de velocidades para que aterrice a (no mas de) 3 pies del hoyo es: 31.18 fps ≤ v0 ≤ 34.15 fps 

    Luego si quieres puedes pasarlo a m/s. O convertir los pies a metros y trabajarlo todo en el sistema MKS.


    (Se colgó la conexión y lo tuve que transcribir todo de nuevo, revisa las cuentas por las dudas).

    Si no se entendió algún paso avisa.


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    carmela
    el 15/1/19

    En este ejercicio, cuál es la condición para q la persona tenga la sensacion de ingravidez? 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/1/19

    Observa que en el punto más alto actúan dos fuerzas sobre la persona, ambas con dirección vertical:

    su Peso, con sentido hacia abajo,

    la acción normal de la pared cilíndrica de la rueda, con sentido hacia abajo;

    luego, aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes la ecuación:

    P + N = M*acp;

    luego, si consideras la situación crítica donde el contacto entre la persona y la pared cilíndrica de la rueda es casi imperceptible, aquí tienes que la acción normal es nula, por lo que cancelas el segundo término de la ecuación, y ésta queda:

    P = M*acp, sustituyes la expresión del módulo del peso, y queda:

    M*g = M*acp, divides por M en ambos miembros, y queda:

    g = acp

    por lo que tienes que la persona "no cae" porque su peso aporta la fuerza centrípeta de giro, y observa que tienes que la aceleración centrípeta es igual a la aceleración gravitatoria terrestre.

    Espero haberte ayudado.

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    carmela
    el 15/1/19

    Mil gracias Antonio. La velocidad entonces sería 10, ¿cómo saco la frecuencia aquí? Porque no puedo usar la fórmula del movimiento circular uniforme no?

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    Javier CS
    el 15/1/19

    Hola buenas, tan solo quería estar completamente seguro de que este ejercicio está bien. La razón por la que dudo es porque es muy simple. Gracias.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/1/19

    Has planteado correctamente la expresión del módulo de la aceleración tangencial, pero observa que debes corregir al reemplazar el valor del módulo de la velocidad tangencial inicial (consideramos :

    aT = Δv/Δt = (vf - vi)/(tf - ti) = (15 - 14,5)/(0,5 - 0) = 0,5/0,5 = 1 m/s2.

    Luego, planteas la expresión del módulo de la aceleración centrípeta (observa que no es constante) en el instante final (observa que en tu enunciado dicen: "... su velocidad ha pasado de..."), y queda:

    acp = vf2/R = 152/30 = 7,5 m/s2.

    Luego, planteas la expresión del módulo de la aceleración resultante, y queda:

    a = √(aT2 + acp2) = √(12 + 7,52) = √(1 + 56,25) = √(57,25) m/s2 ≅ 7,566 m/s2.

    Espero haberte ayudado.

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    carmela
    el 15/1/19

    A ver que me estoy liando mucho. La v no seria w×r? De donde sale que la velocidad lineal es 1.57? Gracias únicos


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 15/1/19

    Observa que la única fuerza horizontal que está aplicada sobre el cuerpo que gira es la tensión de la cuerda que lo une al poste, que es el eje de giros (observa que las otras fuerzas son el Peso y la acción normal de la superficie de apoyo a la que consideramos lisa, que son fuerzas verticales), luego aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes la ecuación:

    T = M*acp (1).

    Luego, tienes los datos:

    M = 12 Kg (masa del cuerpo),

    R = 3 m (radio de giro, que es igual a la longitud de la cuerda),

    f = 5 v/min = 5/60 = 1/12 v/s (frecuencia de giro).

    Luego, planteas la expresión de la velocidad angular en función del radio de giro y de la frecuencia, y queda:

    ω = 2π*f = 2π*(1/12) = π/6 rad/s.

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

    acpω2*R = (π/6)2*3 = π2/12 rad/s2 ≅ 0,822 rad/s2.

    Luego, reemplazas valores en la ecuación señalada (1), y queda:

    T = 12*π2/12 = π2 N ≅ 9,870 N.

    Luego, planteas la expresión de la velocidad tangencial en función del radio de giro y de la velocidad angular, y queda:

    v = R*ω = 3*(π/6) = π/2 rad/s ≅ 1,571 m/s.

    Espero haberte ayudado.


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