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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    estudiante dudoso
    el 4/6/19

    Hola, 

    Una lente delgada convergente de distancia focal imagen 50 mm forma la imagen de un cierto objeto a 4 cm de la lente. SI sustituimos la lente por otra de distinta potencia, calcula la potencia de la nueva lente si la imagen del mismo objeto se forma ahora a 6 cm de la lente.

    Si me podéis ayudar,

    gracias. 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 4/6/19

    Consideramos un sistema de referencia con origen de coordenadas en el centro óptico de las lentes, con eje OX perpendicular a las mismas, y con eje OY paralelo a las lentes, con dirección y sentido acordes a la orientación del objeto luminoso.

    Luego, de acuerdo con este sistema de referencia, tienes que las ecuaciones de posición y de aumento para una lente delgada quedan:

    1/x' - 1/x = -1/f,

    y'/y = x'/x.

    Luego, para la primera lente tienes los datos:

    f1 = 50 mm = 0,05 m (posición del foco objeto de la primera lente),

    x = a determinar (posición del objeto luminoso),

    x1' = -4 cm = -0,04 m (posición de la imagen producida por la primera lente);

    luego, reemplazas valores en la ecuación de posición, y queda:

    1/(-4) - 1/x = -1/0,05, resuelves términos numéricos, y queda:

    -1/4 - 20/x = -20, sumas 1/4 en ambos miembros, y queda:

    -20/x = -79/4, y de aquí despejas:

    x = 80/79 m ≅ 1,013 m.

    Luego, para la segunda lente tienes los datos:

    f2 = a determinar (posición del foco objeto de la primera lente),

    x = 80/79 (posición del objeto luminoso),

    x1' = -6 cm = -0,06 m (posición de la imagen producida por la primera lente);

    luego, reemplazas valores en la ecuación de posición, y queda:

    1/(-6) - 1/(80/79) = -1/f2, resuelves términos numéricos, y queda:

    -277/240 = -1/f2, y de aquí despejas:

    f2 = 240/277 m ≅ 0,866 m.

    Luego, planteas la expresión de la potencia (en dioptrías) de la segunda lente en función de su distancia focal (en metros), y queda:

    P2 = 1/f2 = 1/(240/277) = 277/240 dp ≅ 1,154 dp.

    Espero haberte ayudado.

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    Sergi Alabart Castro
    el 4/6/19

    ¿Qué es la aceleración tangencial? ¿Para que sirve y cómo funciona?

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    Raúl RC
    el 7/6/19

    En cualquier libro de física decente te lo explica, pero por si acaso aqui lo tienes


    https://www.fisicalab.com/apartado/aceleracion-tangencial#contenidos



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    Sara
    el 3/6/19

    Un proyectil se lanza con un angulo de 35º por encima de la horizontal.

    En el punto más alto de su trayectoria  ¿ cúal es su aceleración? , ¿por qué en ese punto la velocidad es mínima?

    ¿ En el punto más alto la aceleración sería nula no?

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    Sergi Alabart Castro
    el 4/6/19

    Si hablamos de movimiento en dos dimensiones su aceleración serà -9.8m/s2 sin importar su posición. En ese punto la velocidad es mínima porque la aceleración ya ha contrarestado tu vel. inicial, y empiezas a ganar celeridad hacia abajo. Eso es lo que caracteriza al punto más alto de la trayectoria en 2 dimensiones. En el punto más alto su aceleración es la misma, pero la velocidad nula. Acabo de empezar a estudiar, así que espero que mi respuesta te sea de utilidad.

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    Sergi Alabart Castro
    el 3/6/19

    ¿Por qué conviene dar pasos cortos al caminar sobre el hielo?

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    Superji30
    el 3/6/19

    No soy profesor de física ni nada, pero tengo entendido que es porque si sobre el hielo adquieres una velocidad muy alta, a la hora de frenar o girar, por la inercia del movimiento, te seguirás desplazando en la dirección que vas ya que el coeficiente de rozamiento del hielo es muy muy bajo. Por eso, si vas dando pasos cortos, no irás "patinando" y podrás controlar tu movimiento. Espero que lo hayas pillao xdd

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    Luis Andrés Mariño
    el 3/6/19

    Alguien me puede ayudar con este ejercicio? No se si lo estoy haciendo bien. Muchas gracias :)


    Una morsa de 500 kg quiere descansar en un pequeño iceberg en el medio del mar. ¿Qué volumen deberá tener el iceberg? Datos: densidad hielo = 917 kg/m3, densidad agua = 1000 kg/m3


    Para que flote ---> Empuje = Peso icerbeg + Peso morsa ?


    Empuje - Peso iceberg - Peso morsa = 0

    (densidad agua · Vsumergido · g) - (densidad hielo · Viceberg · g) - (masa morsa · g) = 0

    1000 · Vs - 91 · Vi - 500 = 0


    Me quedan dos incógnitas Vsumergido   y   Viceberg




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    Antonio Silvio Palmitano
    el 3/6/19

    Planteas la expresión del módulo del peso de la morsa, y queda:

    PM = MM*g = 500*9,8 = 4900 N.

    Planteas la expresión del módulo del peso del iceberg, y queda:

    PI = MI*g = δh*VI*g = 917*VI*9,8 = 8986,6*VI (en newtons).

    Planteas la expresión del módulo del empuje (consideramos que el iceberg está completamente hundido), y queda:

    E = δa*VI*g = 1000*VI*9,8 = 9800*VI (en newtons).

    Luego, observa que sobre el conjunto morsa-iceberg actúan dos fuerzas verticales, de las que indicamos sus módulos y sentidos:

    Peso total: P = PM + PI = 4900 + 8986,6*VI (en newtons), hacia abajo,

    Empuje del líquido: E = 9800*VI (en newtons), hacia arriba
    Luego, aplicas la Primera Ley de Newton (observa que consideramos un eje de posiciones OY con dirección vertical y sentido positivo hacia abajo), y queda la ecuación:

    P - E = 0, sumas E en ambos miembros, y queda:

    P = E, sustituyes las expresiones de los módulos de las fuerzas, y queda:

    4900 + 8986,6*VI = 9800*VI, restas 9800*VI y restas 4900 en ambos miembros, y queda:

    -813,4*VI = -4900, divides por -813,4 en ambos miembros, y queda:

    VI  6,024 m3.

    Luego, puedes concluir que el volumen mínimo que debe tener el iceberg es el que corresponde al valor remarcado.

    Espero haberte ayudado.


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    SARA GARCÍA SERRA
    el 3/6/19

    Estoy en el tema de electromagnetismo, preparándome para selectividad. Me piden la ecuacion de la fuerza electromotriz para unos datos concretos, que calcule dicha fem para un tiempo concreto y después que represente gráficamente la relación entre la fem y el tiempo para dos períodos enteros. Mi duda es la siguiente: cuando calculo el valor de fem para un tiempo concreto (usando la fórmula BSwsin(wt)), introduzco los datos en la calculadora en grados. Pero al calcular varios valores para representar gráficamente la fem respecto el tiempo, tengo que poner la calculadora en modo radianes (lo cual tiene sentido); entonces ¿por qué siendo la misma fórmula tengo que usar dos modos distintos en la calculadora, primero en grados y luego en radianes? Lo he comprovado y si no se hace así, no sale el ejercicio. El enunciado exacto es el siguiente:

    Una bobina que está formada por 200 espiras cuadradas de 4 cm de lado se encuentra en una región del espacio donde se sitúa un campo magnético uniforme. El campo magnético es uniforme y perpendicular al eje de giro de la bobina, de valor 1,25 · 10^{-2} T (X).

    a) Escribe la ecuación de la fuerza electromotriz que se generará en la bobina cuando gire a un ritmo constante de 10 vueltas cada segundo. Considerad que, en el tiempo inicial igual a cero, los vectores superficie y campo magnético son paralelos. Calculad, para t = 1,28s, el valor de la fuerza electromotriz de la bobina.

    b) Representad la fuerza electromotriz en función del tiempo para dos períodos enteros y determinad el valor máximo y eficaz que se generará en la bobina.


    Gracias!


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    Nybhrum
    el 3/6/19

    A ver, yo creo que es asi:

    En el tiempo inicial, (t=0), los vectores superficie y campo magnetico son paralelos, por esto, cuando t=0 sabes que el flujo sera maximo (cos0=1).

    Independientemente de si estas en radianes o grados, el coseno de 0 es cero, cero "no tiene unidades", te es lo mismo tener cero radianes que cero grados. 

    Para t=1.28 tienes que derivar el flujo en funcion del tiempo, sustituir y ya.

    En el b, tienes que representar el valor de la fem en funcion del tiempo, teniendo en cuenta que la fase esta en radianes.

    SIEMPRE que tengas un movimiento dentro de una funcion trigonometrica, va a estar en radianes, y si no te lo dan en radianes, pasalo a radianes porque te puedes confundir mas adelante cuando necesites el periodo, frecuencia, etc.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 3/6/19

    Planteas la expresión del área de cada una de las espiras, y queda:

    A = L2 = (4*10-2)2 = 16*10-4 = 1,6*10-3 m2.

    Luego, planteas la expresión del flujo que atraviesa a cada espira  en un instante cualquiera(aquí consideramos que la dirección del campo magnético y la dirección perpendicular a la superficie de las espiras determina un ángulo θ), y queda:

    Φe = B•A, desarrollas el producto escalar, y queda:

    Φe = B*A*cosθ = 1,25*10-2*1,6*10-3*cosθ = 2*10-5*cosθ (en Wb).

    Luego, planteas la expresión del flujo total que atraviesa la bobina en un instante cualquiera, y queda:

    Φ = N*Φe = 200*2*10-5*cosθ = 400*10-5*cosθ = 4*10-3*cosθ (1) (en Wb). 

    Luego, tienes que la frecuencia de giro de la bobina es: f = 10 v/s, por lo que la expresión de su rapidez angular de giro queda:

    ω = 2π*f = 2π*10 = 20π rad/s.

    Luego, planteas la expresión de la posición angular (consideramos que es igual a cero en el instante inicial), y queda:

    θ = ω*t = 20π*t (en rad) (2).

    Luego, sustituyes la expresión señalada (2) en la expresión del flujo total señalada (1), y queda:

    Φ = 4*10-3*cos(20π*t),

    cuya derivada con respecto al tiempo queda expresada (observa que debes aplicar la Regla de la Cadena):

    dΦ/dt = 4*10-3*( -sen(20π*t) )*20π, resuelves el coeficiente, y queda:

    dΦ/dt = -8π*10-2*sen(20π*t) (en Wb/s) (3).

    Luego, aplicas la Ley de Faraday-Lenz, y la expresión de la fuerza electromotriz inducida en la bobina como función del tiempo queda:

    εi(t) = -dΦ/dt, sustituyes la expresión señalada (3) en el segundo miembro, resuelves signos, y queda:

    εi(t) = 8π*10-2*sen(20π*t) (en V).

    Luego, evalúas la expresión remarcada para el instante en estudio (t = 1,28 s), y queda:

    εi(1,28) = 8π*10-2*sen(20π*1,28) = 8π*10-2*sen(25,6π) ≅ -0,239 V.

    Luego, a partir de la expresión de la fuerza electromotriz que tienes remarcada, tienes:

    εiM = 8π*10-2 V ≅ 0,251 V (valor máximo de la fuerza electromotriz inducida),


    εiEf = 8π*10-2/√(2) V ≅ 0,178 V (valor eficaz de la fuerza electromotriz inducida).

    Te dejo la tarea de hacer la gráfica de la función fuerza electromotriz inducida.

    Espero haberte ayudado.

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    SARA GARCÍA SERRA
    el 3/6/19

    Muchas gracias a ambos. Pero mi duda no es tanto la resolución del ejercicio, sino saber por qué tengo que usar grados al aplicar la fórmula de la fem en el tiempo 1.28 y en cambio cuando doy distintos valores de tiempo para realizar el gráfico, debo utilizar radianes.

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    Nybhrum
    el 3/6/19

    Unidades, SIEMPRE que tengas radianes en el coseno, tienes que tener la calculadora en radianes.

    Si te dicen:

    La superficie de una espira es perpendicular al campo electrico presente, el angulo que forman campo y superficie son constantes, por eso puedes usar grados.

    Si por el contrario te dicen:

    Una espira gira en torno a su eje con una velocidad X, la velocidad la mediras en radianes/segundo, por eso tienes que tener la calculadora en radianes.


    Si en tu caso, te ha dado bien sin seguir ese "principio", debe de haber sido casualidad.

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    Sergio Steven Plaza
    el 3/6/19

    estoy en tema límites pero me preguntan respecta a física. ayuda por favor


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    Breaking Vlad
    el 3/6/19

    La velocidad media es:

    v=Δe/Δt (espacio recorrido / tiempo transcurrido)

    la velocidad instantánea es la velocidad en un punto de t, cuando Δt -> 0

    Usando eso, o conociendo la definición de derivada, puedes hallar las velocidades instantáneas.

    Derivada utilizando la definición 01

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    Pedro
    el 2/6/19


    Muy buenas, siguiendo consejos, voy a ir poniendo ejercicios que se me atragantan y me llevan varios minutos que no tendré en el examen. Por ejemplo, estos dos, se me hacen imposibles.

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    Francisco Javier
    el 3/6/19

    62) 

    La magnitud de la fuerza con la que se atraen o repelen dos cargas puntuales se determina con la expresión: 

    F = (ke*q1*q2)/r2 

    Donde "ke" es la constante de Coulomb con valor de 8.99x109 N*m2/C2, "q1" y "q2" son las cargas puntuales y "r" la distancia que las separa.

    Como ambas cargas son negativas, tendremos que esta fuerza será de repulsión. 

    Entonces para la magnitud de la fuerza tan solo debemos reemplazar datos y resolver. 

    Pasamos la distancia "r" a unidades acordes al sistema internacional (SI).

    r = 30 cm*(1 m/100 cm) = 0.3 m

    Entonces: 

    F = (8.99x109*5x10-6*6x10-6)/0.32 

    F = 2.9967 ≈ 3 N (repulsión)

    Ninguna opción que coloca el problema es correcta. 


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    Francisco Javier
    el 3/6/19

    63) 

    Aplicas directamente la expresión para el campo magnético en el centro de una espira circular con corriente.

    B = (μo*I)/(2*r) 

    Donde "μo" es la permeabilidad del espacio libre, "I" es la corriente y "r" el radio de la espira. 

    Esta expresión se puede deducir aplicando Biot-Savart. Para este caso, es innecesaria su demostración. 

    Dicho esto, tan solo debemos reemplazar datos en la formula y desarrollar.

    Pasamos el radio a unidades acordes al sistema internacional (SI).

    r = 30 cm*(1 m/100 cm) = 0.3 m

    Entonces: 

    B = (4*π*1x10-7*2)/(2*0.3)

    B = 4.1888x10-6 T

    Ninguna opción que coloca el problema es correcta. 

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    Pedro
    el 3/6/19

    Entendido, muchas gracias, es que hay muchos problemas donde no me concuerdan las respuestas, pero veo que no es fallo mío...

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    Carlos Perez
    el 2/6/19

    Hola Nybhrum, soy yo otra vez; muchas gracias pero, y perdona que insista, me parece que no he sabido expresarme. Veamos un caso sencillo: si yo estoy sobre en la superficie de nuestro planeta, y pongo una pelota a un metro de altura, ésta, al soltarla, empezará a moverse hacia abajo con una aceleración determinada; según Newton eso se debería a una fuerza que actúa sobre ella. Pero lo que no acabo de entender es por qué, desde el punto de vista de la teoría de la relatividad, la pelota tendría que empezar a moverse hacia abajo, aceleradamente, desde un estado inicial de reposo (es decir, que no es que esté moviéndose previamente siguiendo una trayectoria, la cual se adaptase a la curvatura del espacio ocasionada por la Tierra). Muchas gracias y un saludo.



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    Nybhrum
    el 2/6/19

    A ver si me consigo explicar jeje ( tambien a ver si lo tengo bien entendido, yo creo que si pero si alguien lo confirma perfecto ).

    La fisica clasica te plantea "dos" estados:

    - Reposo / velocidad constante

    - Aceleracion.

    Imaginate, que estas en una capsula, si estas en reposo o con una velocidad constante, y por ejemplo, lanzas una pelota al aire, esta volvera a tu mano sin problemas (trayectoria vertical). Ahora, si esta capsula tiene una aceleracion, en el momento en el que la lances en el aire se desviara.

    No obstante, hay un tercer caso. Si esta capsula es afectada por la gravedad, no puedes diferenciarla del reposo. (recordemos, en el momento en el que hay una fuerza, tiene que haber una masa y una aceleracion presentes, por lo que el hecho de que la gravedad actuase asi, era MUY raro).

    Imaginate que estas callendo y que decides quitarte un zapato, el zapato caera a la misma velocidad que tu, por el hecho de ser mas ligero no caera mas "lento", el modulo de la gravedad tiene el mismo valor para todos los cuerpos independientemente de su masa.

    Es decir, que si estas en un sistema aislado siendo atraido por la gravedad, NO puedes diferenciarlo del reposo/velocidad constante.

    No es que no puedas diferenciarlo es simplemente que al final estamos siguiendo esa misma trayectoria recta y a velocidad constante solo que el espacio geometrico es diferente al que nosotros entendemos.

    No te desplazas en un sistema que solamente tenga el espacio, te desplazas en un sistema espacio-tiempo.

    Si tu estas quieto, te estas moviendo en el tiempo ( es decir, tu posicion es constante pero tu tiempo sigue avanzando ).

    Al estar en este sistema espacio-tiempo y estar moviendote en el tiempo, cabe la posibilidad de que te como consecuencia de moverte en el tiempo, te muevas en el espacio, y por ende, caigas hacia ese objeto que ha modificado el espacio.

    ( Para visualizarlo te recomiendo ver videos o animaciones, hay muchisimos que lo dejan muy claro, es dificil de explicar ). De todas formas si te intriga tanto, la carrera de fisica esta guay eh... jaja

    Saludos!

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    Karen Cabrera
    el 2/6/19

    hola me podrian ayudar a resolver el ejercicio 25...

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    Francisco Javier
    el 3/6/19

    Te dejo el diagrama de cuerpo libre abajo (nada profesional). Es clave para poder entender lo que vamos hacer a continuación. 

    Recordamos que el momento de una fuerza es igual a: 

    M = F*d

    Donde "F" es el valor de la fuerza y "d" es la distancia perpendicular desde el punto de fuerza al punto de referencia. 

    También debes recordar que los apoyos tipo rodillo tienen dos reacciones (en el eje "x" y "y") y los apoyos fijos solo una reacción (en el eje "y").

    Una vez sabiendo esto, hacemos sumatoria de momentos en el punto "A" igual a cero (hay equilibrio).

    Los momentos en el sentido anti-horario serán positivos y los que van en sentido horario serán negativos. 

    ∑MA = 0

    60*5 - By*4 + 80*3 + [30*√(2)]*2 = 0

    Fíjate que la fuerza aplicada con un ángulo hay que descomponerla en sus componentes.

    Como Sin(45º) = Cos(45º): 

    Fx = Fy = 60*Sin(45º) = 30*√(2) 

    Una vez aclarado esto, despejamos "By" de la ecuación de momentos en "A". 

    By*4 = 60*5 + 80*3 + [30*√(2)]*2

    By*4 = 540+ 60*√(2) 

    By = [540 + 60*√(2)]/4

    By = 135 + 15*√(2) ≈ 156.2130 N

    Haciendo sumatoria de fuerzas en el eje "y" igual a cero (hay equilibrio).

    ∑Fy = 0

    - 60 + By - 80 - 30*√(2) + Ay = 0

    - 60 + [135 + 15*√(2)] - 80 - 30*√(2) + Ay = 0

    Y de acá despejamos "Ay": 

    Ay = 60 - [135 + 15*√(2)] + 80 + 30*√(2)

    Ay = 5 + 15*√(2) ≈ 26.2132 N

    Haciendo sumatoria de fuerza en el eje "x" igual a cero (hay equilibrio). 

    Fx = 0

    - Ax + 30*√(2) = 0

    Y de acá despejamos "Ax": 

    Ax = 30*√(2) ≈ 42.4264 N

    La reacción total "A" sera: 

    A = (Ax2 + Ay2)0.5 = (42.42642 + 26.21322)0.5 

    A = 49.8711 N

    La reaccion total "B" sera: 

    B = (By2)0.5 = (156.21302)0.5 

    B = 156.2130 N

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    Francisco Javier
    el 3/6/19


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