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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Jose Galves
    el 8/4/19

    Hola, tenia una pregunta sobre el ejercicio de fisica en cuestión es de selectividad de fisica. Hice el diagrama de fuerzas y no entiendo el porqué de cambiar la aceleración por el cuadrado de la velocidad entre la longitud (como me estanqué lo miré en los resultados de los exámenes). El apartado B tampoco logré sacarlo. 



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    Antonio Silvio Palmitano
    el 9/4/19

    Considera un sistema de referencia con eje OX horizontal con sentido positivo hacia la derecha, con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, y con origen de coordenadas al nivel del punto donde se encuentra el cuerpo cuando se corta la cuerda.

    Luego, observa que tienes tres instantes de interés, para los que calcularemos la energía potencial gravitatoria, la energía cinética de traslación y la energía potencial elástica del sistema, y con ellas las correspondientes energías mecánicas:

    1°)

    El móvil se encuentra en su posición inicial (observa que el móvil está elevado y en reposo, y que el muelle está relajado):

    EM1 = EPg1 + ECt1 + EPe1, sustituyes expresiones, y queda:

    EM1 = M*g*L*y1 + (1/2)*M*v12 + (1/2)*k*Δs12,

    reemplazas valores (observa que empleamos unidades internacionales, y que consideramos que el módulo de la aceleración gravitatoria terrestre es: g = 10 m/s2), y queda:

    EM1 = 0,5*10*2*(1-cosα) + (1/2)*0,5*02 + (1/2)*k*02, resuelves términos, cancelas términos nulos, y queda:

    EM1 = 10*(1-cosα) (en Joules).

    2°)

    El móvil se encuentra en su posición más baja (observa que el móvil no está elevado y no está en reposo, y que el muelle está relajado):

    EM2 = EPg2 + ECt2 + EPe2, sustituyes expresiones, y queda:

    EM2 = M*g*y2 + (1/2)*M*v22 + (1/2)*k*Δs22,

    reemplazas valores (observa que empleamos unidades internacionales, y que consideramos que el módulo de la aceleración gravitatoria terrestre es: g = 10 m/s2), y queda:

    EM2 = 0,5*10*0 + (1/2)*0,5*32 + (1/2)*k*02, resuelves términos, cancelas términos nulos, y queda:

    EM2 = 2,25 J.

    3°)

    El móvil se encuentra en su posición final (observa que el móvil no está elevado, que está en reposo, y que el muelle está comprimido):

    EM3 = EPg3 + ECt3 + EPe3, sustituyes expresiones, y queda:

    EM3 = M*g*y3 + (1/2)*M*v32 + (1/2)*k*Δs32,

    reemplazas valores (observa que empleamos unidades internacionales, y que consideramos que el módulo de la aceleración gravitatoria terrestre es: g = 10 m/s2), y queda:

    EM3 = 0,5*10*0 + (1/2)*0,5*02 + (1/2)*k*0,42, resuelves términos, cancelas términos nulos, y queda:

    EM2 = 0,08*k (en Joules).

    Luego, como tienes en tu enunciado que se desprecian las pérdidas de energía por rozamientos, planteas conservación de la energía entre el primer instante y el segundo, y también entre el tercer instante y el segundo, y queda el sistema de ecuaciones:

    EM1 = EM2,

    EM3 = EM2

    sustituyes expresiones, y queda:

    10*(1-cosα) = 2,25, de aquí despejas: cosα = 0,775, y de aquí tienes: α ≅ 39,195°,

    0,08*k = 2,25, de aquí despejas: k = 28,125 N/m.

    Espero haberte ayudado.

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    Mar
    el 8/4/19

    AYUDAAAAA

    Una superficie plana separa dos medios transparentes de índices de refracción n1=2 y n2 =1,4 respectivamente. Un rayo luminoso incide desde el medio de índice de refracción n1 =2 sobre la superficie de separación de los dos medios observándose que el rayo reflejado y el refractado son perpendiculares entre sí. Calcule:

    a) Los valores de los ángulos de incidencia y de refracción. (θi=35o,θr=55o)

    b) Entre que valores tiene que estar comprendido el ángulo de incidencia para que se produzca rayo refractado. (θL=44.43o)

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    Raúl RC
    el 10/4/19

    Lo tienes resuelto en este link ;)

    https://www.academiatoan.com/pdf/Fisica-2015.pdf


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    Wuuuhooo!
    el 7/4/19

    Hola, necesito ayuda para este problema de electromagnetismo:


    Un solenoida formado por 600 espiras circulares de 3cm de radio esta colocado en un capo magnético con(campo) B=0'02t2 Wb/m2 el cual se dirije en la dirección de el eje del solenoide . Si el solenoide tiene una resistencia de 5ohmios y sus extremos están cerrados, formando un circuito,obtener el valor de la f.e.m indcuida y de la intensidad en t=0'5s

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    Raúl RC
    el 10/4/19

    En primer lugar calcular el flujo magnético, siendo S=π·r2=π(0,03)2:

    Φ=N·B·S·cosα=600·0,02t2·π(0,03)2cos0=0,0108t2 Wb

    Para hallar la fem:

    ε=-dΦ/dt=-0,0216t V

    Para t=0,5s:

    ε=-0,0108 V

    Finalmente para calcular la intensidad aplicas ley de Ohm:


     i=
    ε/R=-0,0108/5=2,16·10-3A

    Tienes también un vídeo que grabó el profe donde explica la teoría necesaria ;)

    Flujo magnético y fuerza electromotriz en una espira

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    Cristina
    el 7/4/19

    coml sería?? El apartado de no me sale de ninguna manera lo podrían hacer el ejercicio entero porfa?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 7/4/19

    Tienes el valor del radio del disco: R = 20 cm = 0,2 m.

    Tienes el valor de la frecuencia angular de giro del disco: f = 33,33 rev/min = 33,33/60 = 0,5555 rev/s;

    luego, planteas la expresión de la rapidez angular de giro del disco, y queda:

    ω = 2π*f = 2π*0,5555 ≅ 3,490 rad/s.

    a)

    Tienes que la distancia entre el centro de giro y el punto en estudio es: R = 0,2 m;

    luego, planteas la expresión de la rapidez lineal, y queda:

    va = R*ω ≅ 0,2*3,490 ≅ 0,698 m/s;

    luego, planteas la expresión del módulo de la aceleración centrípeta, y queda:

    acpaR*ω2 ≅ 0,2*3,4902 ≅ 2,436 m/s2.

    b)

    Tienes que la distancia entre el centro de giro y el punto en estudio es: r = 10 cm = 0,1 m;

    luego, planteas la expresión de la rapidez lineal, y queda:

    vb = r*ω ≅ 0,1*3,490 ≅ 0,349 m/s;

    luego, planteas la expresión del módulo de la aceleración centrípeta, y queda:

    acpb = r*ω2 ≅ 0,1*3,4902 ≅ 1,218 m/s2.

    c)

    Tienes el valor del ángulo girado: θc = 780° = 780*π/180 ≅ 13,614 rad;

    luego, planteas la ecuación de posición de Movimiento Circular Uniforme (observa que consideramos que el instante inicial es: ti = 0, y que la posición angular inicial es: θi = 0), y queda:

    ω*tcθc, aquí divides por ω en ambos miembros, y queda: 

    tc = θc/ω ≅ 13,614/3,490 ≅ 3,901 s.

    d)

    Tienes el valor del ángulo girado: θd = 15 rev = 15*2π ≅ 94,248 rad;

    luego, planteas la ecuación de posición de Movimiento Circular Uniforme (observa que consideramos que el instante inicial es: ti = 0, y que la posición angular inicial es: θi = 0), y queda:

    ω*td = θd, aquí divides por ω en ambos miembros, y queda: 

    td = θd/ω ≅ 94,248/3,490 ≅ 27,005 s.

    Espero haberte ayudado.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 7/4/19

    Tienes el valor del radio del disco: R = 20 cm = 0,2 m.

    Tienes el valor de la frecuencia angular de giro del disco: f = 33,33 rev/min = 33,33/60 = 0,5555 rev/s;

    luego, planteas la expresión de la rapidez angular de giro del disco, y queda:

    ω = 2π*f = 2π*0,5555 ≅ 3,490 rad/s.

    a)

    Tienes que la distancia entre el centro de giro y el punto en estudio es: R = 0,2 m;

    luego, planteas la expresión de la rapidez lineal, y queda:

    va = R*ω ≅ 0,2*3,490 ≅ 0,698 m/s;

    luego, planteas la expresión del módulo de la aceleración centrípeta, y queda:

    acpaR*ω2 ≅ 0,2*3,4902 ≅ 2,436 m/s2.

    b)

    Tienes que la distancia entre el centro de giro y el punto en estudio es: r = 10 cm = 0,1 m;

    luego, planteas la expresión de la rapidez lineal, y queda:

    vb = r*ω ≅ 0,1*3,490 ≅ 0,349 m/s;

    luego, planteas la expresión del módulo de la aceleración centrípeta, y queda:

    acpb = r*ω2 ≅ 0,1*3,4902 ≅ 1,218 m/s2.

    c)

    Tienes el valor del ángulo girado: θc = 780° = 780*π/180 ≅ 13,614 rad;

    luego, planteas la ecuación de posición de Movimiento Circular Uniforme (observa que consideramos que el instante inicial es: ti = 0, y que la posición angular inicial es: θi = 0), y queda:

    ω*tcθc, aquí divides por ω en ambos miembros, y queda: 

    tc = θc/ω ≅ 13,614/3,490 ≅ 3,901 s.

    d)

    Tienes el valor del ángulo girado: θd = 15 rev = 15*2π ≅ 94,248 rad;

    luego, planteas la ecuación de posición de Movimiento Circular Uniforme (observa que consideramos que el instante inicial es: ti = 0, y que la posición angular inicial es: θi = 0), y queda:

    ω*td = θd, aquí divides por ω en ambos miembros, y queda: 

    td = θd/ω ≅ 94,248/3,490 ≅ 27,005 s.

    Espero haberte ayudado.

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    Alvaro
    el 7/4/19

    Ayuda no me acuerdo ya de hacer esto, con tal que vea comoo se hace ya me iré acordando. Gracias.

    Realizad las siguientes operaciones con los siguientes  vectores y representarlos, tanto individualmente como las operaciones resultantes:

    • A=(0,5)
    • B=(0,4)
    • C=(1,3)
    • D=(4,1)
    • A+B+D

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 7/4/19

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

    Recuerda que los vectores usualmente se suman (o se restan, según corresponda), componente a componente.

    A + B + D = reemplazas las expresiones de los vectores, y queda:

    = < 0 , 5 > + < 0 , 4 > + < 4 , 1 > = planteas la suma componente a componente, y queda:

    = < 0+0+4 , 5+4+1 > = resuelves en cada componente, y queda:

    = < 4 , 10 >.

    Espero haberte ayudado.

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    Merche Valeiras
    el 7/4/19

    Una bomba eleva 100 m3 de agua a 30 m de altura en media hora.

    a) Qué trabajo realiza?.

    b? Si el motor de esa bomba tiene una potencia de 30 kw, cuál es su rendimiento? 

    Necesito la resolución....no me sale. GRACIAS

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 7/4/19

    Establece un sistema de referencia con eje de posiciones (alturas) OY vertical con sentido positivo hacia arriba, y con origen de coordenadas al nivel inicial del agua.

    Luego, considera que la bomba eleva el volumen de agua, y que éste se encuentra en reposo tanto al inicio como al final de su recorrido.

    Luego, planteas las expresiones de las energías mecánicas (observa que son solo energías potenciales gravitatorias), y queda (recuerda que un metro cúbico de agua tiene una masa de mil kilogramos, y observa que consideramos que el módulo de la aceleración gravitatoria terrestre es: g = 9,8 m/s2):

    EMi = EPi = M*g*yi = 100000*9,8*0 = 0,

    EMf = EPf = M*g*yf = 100000*9,8*30 = 29400000 J.

    a)

    Planteas la ecuación trabajo-energía (observa que despreciamos las pérdidas de energía por rozamientos), y queda:

    W = EMf - EMi = 29400000 - 0 = 29400000 J, que es el valor del trabajo realizado por la bomba sobre el volumen de agua.

    b)

    Planteas la expresión de la potencia efectiva desarrollada por la bomba para elevar el volumen de agua, y queda (observa que el intervalo de tiempo empleado es: Δt = 1/2 h = 30 min = 30*60 = 1800 s):

    Potef = W/Δt = 29400000/1800 16333,333 W;

    luego, planteas la expresión del rendimiento (η) de la bomba (observa que tienes en tu enunciado que el valor de la potencia total desarrollada por la bomba es: PotT = 30 KW = 30000 W), y queda:

    ηPotef / PotT  16333,333/30000 ≅ 0,544 54,4 %.

    Espero haberte ayudado.


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    Araceli Maria Alen Sanchez
    el 6/4/19

    Se desea formar una imagen invertida de 30cm de altura sobre una pantalla que se encuentra a 4,2m del vértice de un espejo esférico cóncavo. El objeto que produce la imagen mide 5mm. Determina la distancia respecto del espejo a la que debe colocarse el objeto. 

    Según lo que he entendido en los videos de unicoos el s'= 4'2 debería ser negativo según el criterio de signos ya que se encuentra delante del espejo cóncavo y el resultado que debería de ser negativo al encontrarse "s" delante del espejo también.

    Sin embargo el resultado como toman s' positiva, sale positivo también. ¿Qué sería lo correcto y por qué?


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    Francisco Javier
    el 7/4/19

    Antes de empezar a resolver cualquier problema de espejos debes hacer las consideraciones pertinentes a los datos que te dan en cuanto a los signos. Te menciono a continuación las más relevantes en este caso.

    - Toda distancia en frente o delante del espejo es positiva. Toda distancia detrás del espejo es negativa

    - Si la altura de la imagen se da vertical es positiva. Si la altura de la imagen se da invertida es negativa.

    Empezamos con la simbología a seguir: 

    Altura de la imagen (h') = 30 cm = 0.3 m

    Altura del objeto (h) = 5 mm = 0.005 m

    Distancia desde el espejo a la imagen (di) = 4.2 m

    Distancia desde el espejo al objeto (do)

    Como la imagen se desea invertida debes considerar la altura de la imagen negativa. Entonces:

    h' = - 0.3 m

    Aplicando ahora el concepto de aumento de imagen se tiene que:

    h'/h = - (di / do)

    Reemplazando:

    - 0.3/0.005 = - (4.2/do)

    Una ecuación con una incógnita. Resolviendo para "do" obtenemos que: 

    do = 0.07 m

    Dado que "do" da positiva, significa que el objeto se debe colocar en frente del espejo (objeto real). 

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    Cristina
    el 6/4/19

    Cómo se haría???

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    Francisco Javier
    el 7/4/19

    Ecuaciones aplicar:

    x = xo + v*t

    x = xo + vo*t + 0.5*a*t2 

    La primera para movimiento rectilineo uniforme (MRU) y la segunda para movimiento rectilineo uniformemente acelerado (MRUA).

    Separemos el analisis en tres partes: inicio, intermedio y final.

    Movimiento Inicial

    Se dice que el tranvia acelera desde el reposo. Estamos frente a un MRUA. Dicho esto aplicamos la ecuación pertinente.

    x = xo + vo*t + 0.5*a*t2 

    De aquí: 

    xo = 0

    vo = 0

    a = 3 m/s2

    Dicho esto, reemplazamos para obtener la ecuación que rige el movimiento para esta parte:

    x = 0 + 0*t + 0.5*3*t2   →   x = 1.5*t2 

    La distancia recorrida y a la vez posición final en este tramo (x1) la obtenemos reemplazando el tiempo que dura la aceleracion (t = 4 s).

    x1 = 1.5*42 = 24 m

    Si derivamos con respecto al tiempo la ecuación de posición daremos con la ecuación de velocidad.

    v = dx/dt = d/dt [1.5*t2] = 3*t   →   v = 3*t

    La velocidad que tendra al final del tiempo que dura la aceleración (v1) se encuentra reemplazando en la ecuación anterior.

    v1 = 3*4 = 12 m/s

    Y si volvemos a derivar pero esta vez la ecuación de velocidad se da con la ecuación de aceleración.

    a = dv/dt = d/dt [3*t] = 3   →   a = 3

    Movimiento Intermedio

    Se mantiene la velocidad constante. Osea, se tiene un MRU. Aplico la ecuación: 

    x = xo + v*t

    De aqui: 

    xo = x1 = 24 m

    v = v1 = 12 m/s

    Dicho esto, reemplazamos para obtener la ecuación que rige el movimiento para esta parte:

    x = 24 + 12*t

    La posición final en este tramo (x2) la obtenemos reemplazando el tiempo que dura la aceleración (t = 10 s).

    x2 = 24 + 12*10 = 144 m

    Si derivamos con respecto al tiempo la ecuación de posición daremos con la ecuacion de velocidad.

    v = dx/dt = d/dt [24 + 12*t] = 12   →   v = 12

    Al tratarse de un MRU, la velocidad que tendra al final del tiempo que dura la aceleración (v2) sera la misma que tenia al inicio (v1).

    v2 = v1 = 12 m/s

    Y si volvemos a derivar pero esta vez la ecuación de velocidad se da con la ecuación de aceleración.

    a = dv/dt = d/dt [12] = 0   →   a = 0

    Movimiento Final

    Frena hasta detenerse. Se tiene nuevamente un MRUA, solo que esta vez se trata de una desaceleración. Aplicamos la ecuación: 

    x = xo + vo*t + 0.5*a*t2 

    De aqui: 

    xo = x2 = 144 m

    vo = 12 m/s

    Dicho esto, reemplazamos para obtener la ecuacion que rige el movimiento para esta parte:

    x = 144 + 12*t + 0.5*a*t2   →   x = 144 + 12*t + 0.5*a*t2 

    Si derivamos con respecto al tiempo la ecuación de posición daremos con la ecuación de velocidad.

    v = dx/dt = d/dt [144 + 12*t + 0.5*a*t2] = 12 + a*t   →   v = 12 + a*t

    De esta ultima ecuación sabemos que la velocidad final debe ser cero (v = 0) despues de pasar el tiempo respectivo (t = 5 s).

    De aqui sale el valor de la desaceleración. Reemplazando:

    0 = 12 + a*5   →   a = - 2.4 m/s2 

    Reemplazando este valor en las ecuaciones de posicion y velocidad: 

    x = 144 + 12*t + 0.5*-2.4*t2   →   x = 144 + 12*t - 1.2*t2 

    v = 12 + (-2.4)*t   →   v = 12 - 2.4*t

    La posicion final en este tramo (x3) la obtenemos reemplazando el tiempo que dura la desaceleración (t = 5 s).

    x3 = 144 + 12*5 - 1.2*52 = 174 m

    Y finalmente derivamos la ecuación de velocidad para hallar la ecuación de aceleración.

    a = dv/dt = d/dt [12 - 2.4*t] = -2.4   →   a = - 2.4

    Distancia total recorrida:   x3 = 174 m

    Para presentar los graficos v-t y a-t solo debes reemplazar las ecuaciones de arriba para cada tramo. Tratare de dejarte un bosquejo rapido (nada profesional) para alguna de las dos. 

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    Francisco Javier
    el 7/4/19

    Bosquejo de la grafica v-t.


    El de a-t es mas facil. Son lineas constantes para cada tramo:

    - De 0 a 4 una linea constante de valor 3.

    - De 4 a 14 una linea constante de valor 0.

    -  De 14 a 19 una linea constante de valor -2.4

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    Merche Valeiras
    el 6/4/19

    Os he dejado hoja de problemas (16 y 18) y las imágenes de ellos resueltos para que alguien me diga si están bien . Graciasss


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    Francisco Javier
    el 7/4/19

    Los dos problemas están resueltos correctamente. La única observación que podría hacerte sería dejar especificado que para ambos problemas la densidad del agua es de 1000 kg/m3 y que esta no tiene variaciones significativas con los valores de temperatura aquí plasmados. Solo con esta suposición podrías decir que un litro es igual a un kilogramo. Aparte de esto, nada más que corregir. 

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    Merche Valeiras
    el 6/4/19


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 7/4/19

    Por favor, envía foto con el enunciado completo para que podamos ayudarte.

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