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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    carmela
    el 17/3/19

    Hola. Me ayudais con esto porfavor? No lo saco

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 18/3/19

    Puedes plantear que el volumen de la persona es igual a la suma del volumen de su porción constituida por grasa, más el volumen de su porción constituida por tejido:

    Vg + Vt = V (1).

    Luego, puedes plantear una suma similar para su masa, y queda:

    Mg + Mt = M, expresas a las masas en función de las densidades y de los volúmenes, y queda:

    δg*Vg + δt*Vt = M, reemplazas valores (empleamos unidades internacionales), y queda:

    900*Vg + 1100*Vt = 70, divides por 10 en todos los términos, y queda:

    90*Vg + 110*Vt = 7 (2).

    Luego, planteas la ecuación de equilibrio:

    E = P, expresas al peso y al empuje en función del volumen del cuerpo, del volumen sumergido y del módulo de la aceleración gravitatoria terrestre, y queda:

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

    δL*Vs = M, reemplazas valores, y queda:

    1000*Vs = 70, divides por 10 en ambos miembros, y queda:

    100*Vs = 7, expresas al volumen sumergido en función del volumen de la persona, y queda:

    100*0,85*V = 7, resuelves el coeficiente en el primer miembro, y queda:

    85*V = 7, y de aquí despejas: 

    V = 7/85 m3 ≅ 0,0824 m3, que es el valor del volumen de la persona;

    luego, reemplazas este valor remarcado en la ecuación señalada (1), y queda:

    Vg + Vt = 7/85 (3).

    Luego, solo queda que resuelvas el sistema compuesto por las ecuaciones señaladas (2) (3).

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

    Espero haberte ayudado.

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    Lucas
    el 17/3/19

    Alguien me puede explicar de donde sale el "3" que aparece en la formula? (ΔV ≈ 3. α .V1.Δt ° ; solo necesito saber de donde sale el 3)

    Problema n° 2) ¿Cuál es el aumento de temperatura sufrido por un trozo de cinc que experimenta una variación de volumen de 0,012 dm³, si su volumen inicial es de 8 dm³?

    Desarrollo

    Datos:

    ΔV = 0,012 dm³

    V1 = 8 dm³

    αCinc = 0,00003/°C

    Fórmulas:

    ΔV ≈ 3. α .V1.Δt °

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 19/3/19

    Recuerda la expresión de la variación de longitud:

    ΔL = α*L0*Δt (*),

    de donde tienes que la expresión de la longitud final queda:

    L = L0ΔL (1).

    Luego, y a modo de ejemplo, considera la expresión del volumen de un cubo en función de la longitud de su arista:

    V = L3 (2),

    y observa que la expresión del volumen inicial es:

    V0 = L03 (3).

    luego, sustituyes la expresión señalada (1), y queda:

    V = (L0 + ΔL)3, desarrollas el binomio elevado al cubo, y queda:

    V = L03 + 3*L02*ΔL + 3*L0*ΔL2 + ΔL3, sustituyes la expresión señalada (3) en el primer término, y queda:

    V = V0 + 3*L02*ΔL + 3*L0*ΔL2 + ΔL3, restas V0 en ambos miembros, y queda:

    V - V0 = 3*L02*ΔL + 3*L0*ΔL2 + ΔL3, expresas al primer miembro como la variación del volumen, y queda:

    ΔV = 3*L02*ΔL + 3*L0*ΔL2 + ΔL3, extraes factor común (ΔL) en el segundo miembro, y queda:

    ΔV = (3*L02 + 3*L0*ΔL + ΔL2)*ΔL (4);

    luego, observa que si la variación de longitud de la arista del cubo (ΔL) es muy pequeña, tienes entonces que su cuadrado es mucho más pequeño todavía, por lo que puedes considerar que los dos últimos términos del agrupamiento son mucho menores que el primero, por lo que los desprecias, y la variación de volumen queda:

    ΔV 3*L02*ΔL, 

    aquí sustituyes la expresión señalada (*) en el último factor del segundo miembro, y queda:

    ΔV  3*L02*α*L0*Δt,

    reduces factores semejantes, ordenas factores, y queda:

    ΔV  3*α*L03*Δt,

    sustituyes la expresión señalada (3) en el tercer factor del segundo miembro, y queda:

    ΔV  3*α*V0*Δt.

    Espero haberte ayudado.

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    Alvaro
    el 17/3/19

    Buenas, alguien me puede ayudar con este ejercicio porfavor? es de cantidad de movimiento y colisiones. Gracias!


    Un protón de masa mp y energía cinética K, se dispersa elásticamente apartándose de una partícula "α" cuya masa es ma = 4 mp . Este se desvia a θ = 30 º de su trayectoria original.


    a) ¿A qué ángulo rebota la partícula α?

    b) Haga un diagrama de la cantidad de movimiento para la colisión.

    c) ¿Cuáles son las energías cinéticas finales de las dos partículas en función de K?

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    Raúl RC
    el 22/3/19

    Lamento no poder ayudarte pero tu ejercicio es demasiado complejo (propio de universidad) que lo que tratamos aqui sobre el tema de colisiones.

    No obstante, por si te sirven, te recomendaría vieras los vídeos sobre colisiones de la web:


    Momento lineal. Choques

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    tiësto
    el 17/3/19

    Hola.. alguien me ayúda por favor.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 17/3/19

    10)

    Considera un sistema de referencia con eje OX en la dirección Oeste hacia el Este, con sentido positivo hacia el Este, y con eje OY en la dirección Sur hacia el Norte, con sentido positivo hacia el Norte, y haz un gráfico con este sistema de referencia y los vectores que tienes en tu enunciado, para visualices mejor la situación que se plantea en tu enunciado.

    Luego, tienes que el vector C, cuyo módulo es 20 m/s, determina un ángulo de 250° con el semieje OX positivo, por lo que sus componentes quedan expresadas:

    Cx = 20*cos(250°) ≅ -6,84 m/s,

    Cy = 20*sen(250°) -18,79 m/s.

    Luego, tienes que el vector D, cuyo módulo es 50 m/s, determina un ángulo de 60° con el semieje OY positivo, que corresponde a un ángulo de 150° con el semieje OX positivo, por lo que sus componentes quedan expresadas:

    Dx = 50*cos(150°) ≅ -43,30 m/s,

    Dy = 50*sen(150°) ≅ 25 m/s.

    Luego, resuelves la multiplicación de escalar por vector en la expresión del vector E, y sus componentes quedan expresadas:

    Ex = 30*0,538 = 16,14 m/s,

    Ey = 30*0,843 = 25,29 m/s.

    Luego, planteas las expresiones de las componentes del vector resultante, y queda:

    Rx = Cx + Dx + Ex ≅ -6,84 - 43,30 + 16,14 ≅ -34 m/s,

    Ry = Cy + Dy + Ey ≅ -18,79 + 25 + 25,29 ≅ 69,08 m/s;

    por lo que la expresión del vector resultante queda:

    R < -34 , 69,08 > m/s.

    Espero haberte ayudado.


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 17/3/19

    11)

    Tienes las expresiones de los vectores (observa que debemos considerar que los vectores están definidos en el espacio, por lo que tienes que las terceras componentes de ambos vectores son iguales a cero):

    A = < -18,54 , -57,06 , 0 > Km/h, cuyo módulo es: |A| 59,996 Km/h,

    B = 50*< -0,458 , 0,889 , 0 > = resuelves = < -22,9 , 44,45 , 0 > Km/h, cuyo módulo es: |B| = 50,002 Km/h.

    a)

    Planteas el primer producto vectorial (revisa tus apuntes de clase), y queda:

    A x B = < -57,06*0 - 0*44,45 , 0*(-22,9) - (-18,54)*0 , -18,54*44,45 - (-57,06)*(-22,9) > = < 0 , 0 , -2130,777 >.

    Planteas el segundo producto vectorial (revisa tus apuntes de clase), y queda:

    B x A = < 44,45*0 - 0*(-57,06 , 0*(-18,54) - (-22,9)*0 , -22,9*(-57,06) - 44,45*(-18,54) > = < 0 , 0 , 2130,777 >.

    b)

    Recuerda la propiedad: "el módulo del producto vectorial de dos vectores es igual al área del paralelogramo determinado por ellos", por lo que puedes plantear:

    Ap = |A x B| = |< 0 , 0 , -2130,777 >| = 2130,777.

    c)

    Recuerda la propiedad: "el módulo del producto vectorial de dos vectores es igual al producto de los módulos de dichos vectores, multiplicado por el seno del ángulo determinado por ellos", por lo que puedes plantear:

    |A|*|B|*senθ = |A x B|, de aquí despejas:

    senθ = |A x B| / (|A|*|B|), reemplazas valores, y queda:

    senθ ≅ 2130,777 / (59,996*50,002), resuelves, y queda:

    senθ ≅ 0,710, compones en ambos miembros con la función inversa del seno, y queda:

    θ ≅ 45,258°.

    Espero haberte ayudado.

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    Lucas
    el 17/3/19

    Hola, alguien me podría explicar por favor, como de resuelve este ejercicio? Muchas gracias de antemano. 


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    Raúl RC
    el 20/3/19

    Te recomiendo veas este vídeo del profe donde se explica la teoria que necesitas ;)

    https://www.youtube.com/watch?v=Vf3fkOyyFIE


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    María
    el 16/3/19

    alguien me puede ayudar con el ejercicio 4?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 17/3/19

    Empleamos el Sistema Internacional de Unidades, por lo que las posiciones se expresan en m (metros), las velocidades y sus módulos en m/s (metros sobre segundo), y las aceleraciones y sus módulos en m/s2 (metros sobre segundo cuadrado).

    Tienes las expresiones de las componentes de la función vectorial de posición:

    x(t) = t,

    y(t) = t2,

    ∈ R, t ≥ 0,

    y observa que al punto en estudio: A(1,1) le  corresponde el instante: t = 1.

    a)

    Derivas con respecto al tiempo en las expresiones de las componentes de la función vectorial de posición, y queda:

    vx(t) = 1,

    vy(t) = 2t,

    y observa que evaluada para el valor en estudio, tienes que las componentes quedan:

    vx(1) = 1,

    vy(1) = 2,

    y la expresión del vector velocidad evaluado en el punto en estudio queda:

    v(1) = < 1 , 2 >, cuyo módulo queda expresado: |v(1)| = √(5) ≅ 2,24.

    b)

    Derivas con respecto al tiempo en las expresiones de las componentes de la función velocidad, y queda:

    ax(t) = 0,

    ay(t) = 2,

    y observa que ambas componentes son constantes, por lo que la expresión del vector aceleración en el punto en estudio queda:

    a(1) = < 0 , 2 >, cuyo módulo queda expresado: |a(1)| = 2.

    c)

    Luego, planteas la expresión de la componente tangencial de la aceleración en el punto en estudio, y queda:

    aT(1) = ( v(1)•a(1) ) / |v(1)|, reemplazas las expresiones de los vectores y del módulo de la velocidad, y queda:

    aT(1) = ( < 1 , 2 >•< 0 , 2 > ) / √(5), desarrollas el producto escalar en el numerador, y queda:

    aT(1) = (1*0+2*2) / √(5), resuelves el numerador, y queda:

    aT(1) = 4/√(5) ≅ 1,788.

    Luego, planteas la expresión de la componente normal de la aceleración en el punto en estudio (observa que expresamos a los vectores con tercera componente igual a cero), y queda:

    aN(1) = |v(1) x a(1)| / |v(1)|, reemplazas las expresiones de los vectores y del módulo de la velocidad, y queda:

    aN(1) = |< 1 , 2 , 0 > x < 0 , 2 , 0 >| / √(5), desarrollas el producto vectorial en el numerador, y queda:

    aN(1) = |< 2*0-0*2 , 1*0-0*0 , 1*2-2*0 >| / √(5), resuelves las componentes de la expresión vectorial, y queda:

    aN(1) = |< 0 , 0 , 2 >| / √(5), resuelves el módulo del vector en el numerador, y queda:

    aN(1) = 2 / √(5) ≅ 0,894.

    d)

    Planteas la expresión del radio de curvatura en función del vector velocidad y del vector aceleración evaluados en el punto en estudio, y queda:

    R = |v(1)|3 / |v(1) x a(1)|, reemplazas las expresiones de los vectores y del módulo de la velocidad, y queda:

    R = ( √(5) )3 / |< 1 , 2 , 0 > x < 0 , 2 , 0 >|,

    resuelves el denominador (observa que lo tienes resuelto en el inciso anterior), y queda:

    R√(5) )3 / 2 ≅ 2,243/2 ≅ 5,620.

    Espero haberte ayudado.

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    María
    el 16/3/19

    Alguien me puede ayudar por favor?

    Una partícula se mueve con m.c.u., recorriendo una circunferencia de 80 cm de radio con una velocidad angular de 63 rad/s. Suponiendo que el punto material está en el instante que comienza a estudiarse el movimiento, en el origen de medida de arcos y ángulos. Halla: a) el período; b) la frecuencia; c) la aceleración centrípeta; d) la longitud del arco recorrido en 3 s.  Sol:  a) 0,1 s; b) 10 Hz; c) 3175,2  m/s2;  d) 151,2 m


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 16/3/19

    a)

    Planteas la expresión del periodo de revolución en función de la rapidez angular, y queda:

    T = 2π/ω = 2π/63 ≅ 0,100 s.

    b)

    Planteas la expresión de la frecuencia de revolución en función de la rapidez angular, y queda:

    f = ω/(2π) = 63/(2π) ≅ 10,027 Hz.

    c)

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

    acp = R*ω2 = 0,8*632 = 3175,2 m/s2.

    d)

    Planteas la expresión de la medida del ángulo girado en función del radio de la trayectoria, de la rapidez angular y del intervalo de tiempo empleado, y queda:

    θ = ω*Δt (1);

    luego, planteas la expresión de la longitud del arco recorrido en función del radio de la trayectoria y del ángulo girado, y queda:

    s = R*θ, sustituyes la expresión señalada (1), y queda:

    s = R*ω*Δt = 0,8*63*3 = 151,2 m.

    Espero haberte ayudado.

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    María
    el 16/3/19

    Alguien me puede ayudar por favor?

    . Dos móviles se encuentran sobre una misma horizontal, separados 20 m. En el mismo instante se lanzan verticalmente hacia arriba con velocidades de 100 m/s y 150 m/s. a) ¿A qué distancia se encontrará uno del otro al cabo de 10 s de iniciarse el movimiento?  b) ¿En qué instante se encontrarán a la misma altura? ¿Cuál será ésta?  Sol.: a) 500,4 m;  b) En el momento del lanzamiento (t = 0, h = 0)


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 16/3/19

    Establece un sistema de referencia con origen de coordenadas ubicado en la posición inicial del primer móvil, con eje OX horizontal y sentido positivo hacia la posición inicial del segundo móvil, con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, y con instante inicial: ti = 0 correspondiente al lanzamiento de ambos móviles.

    Luego, observa que la abscisa de todos los puntos de la trayectoria vertical del primer móvil es: x1 = 0, y que la abscisa de todos los puntos de la trayectoria vertical del segundo móvil es: x2 = 20 m.

    Luego, planteas las expresiones de las funciones de posición vertical de ambos móviles (observa que ambos se desplazan con Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, con aceleración vertical con sentido hacia abajo cuyo módulo consideramos: g = 9,8 m/s2), cancelas términos nulos, y quedan:

    y1 = v1i*t - (1/2)*g*t2,

    y2 = v2i*t - (1/2)*g*t2;

    reemplazas valores y resuelves coeficientes en ambas expresiones, y queda:

    y1 = 100*t - 4,9*t2,

    y2 = 150*t - 4,9*t2;

    a)

    Evalúas las expresiones para el instante en estudio: t = 10 s, resuelves, y queda:

    y1 = 510 m, por lo que tienes que el primer móvil se encuentra en el punto: A(0,510),

    y2 = 1010 m, por lo que tienes que el primer móvil se encuentra en el punto: B(20,1010);

    luego, planteas la expresión de la distancia entre estos dos puntos, y queda:

    d(A,B)√( (20-0)2 + (1010-510)2 ) = √(400 + 250000) = √(250400) ≅ 500,400 m.

    b)

    Planteas la condición de alturas iguales para ambos móviles, y tienes la ecuación:

    y1 = y2, sustituyes expresiones, y queda:

    100*t - 4,9*t2 = 150*t - 4,9*t2, sumas 4,9*t2 en ambos miembros, y queda:

    100*t = 150*t, restas 150*t en ambos miembros, y queda:

    -50*t = 0, divides por -50 en ambos miembros, y queda:

    t = 0, que es el instante de lanzamiento de ambos móviles.

    Espero haberte ayudado.

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    María
    el 16/3/19

    Alguien me puede ayudar por favor?

    1. Considerando las hipótesis tradicionales del lanzamiento de proyectiles, el análisis dimensional permite expresar el alcance x en función de la velocidad v0, la intensidad del campo gravitatorio g, la masa del proyectil m, y el ángulo disparo , del siguiente modo:       x =  v0a · gb · mc ·  ()

    Siendo () una función adimensional: 

    a) Hallar los exponentes a, b y c.

    b) A la vista del resultado, ¿qué velocidad inicial habrá de tener un proyectil para lograr el mismo alcance que otro con mitad de masa, siendo iguales los ángulos de lanzamiento?

    Sol.:a)  a = 2; b = -1; c = 0; b) el valor del alcance es independiente de la masa (c = 0). 


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 17/3/19

    Establece un sistema de referencia con eje OX horizontal con dirección y sentido positivo acordes al desplazamiento del proyectil, y con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba.

    a)

    Recuerda la expresión del alcance horizontal de Tiro Oblicuo (o Parabólico), en función de la rapidez inicial del proyectil, del ángulo determinado por su velocidad inicial con respecto la horizontal, y del módulo de la aceleración gravitatoria terrestre:

    X = V02*sen(2Π)/g = V02*sen(2Π)*g-1.

    Luego, introduces un factor neutro: 1 = M0, y la expresión del alcance queda:

    X = V02*sen(2Π)*g-1*M0.

    Luego, ordenas factores, y queda:

    X = V02*g-1*M0*sen(2Π);

    luego, comparas con la expresión que tienes en tu enunciado:

    X = V0a*gb*Mc*Π(Π),

    y tienes:

    a = 2,

    b = -1,

    c = 0,

    Π(Π) = sen(2Π).

    b)

    Observa que el factor que depende de la masa del proyectil (M0 = 1) en la expresión del alcance horizontal es neutro, por lo que tienes que el alcance del disparo es independiente de la masa del proyectil.

    Espero haberte ayudado.

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    carmela
    el 16/3/19

    Hola unicos. He hecho este problema pero la solución correcta es 0.75 atm. Me decís qué hago mal?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 16/3/19

    Observa la figura, en la que te mostramos un esquema del Barómetro de Torricelli.

    Observa que consideramos un eje de posiciones OY vertical con sentido positivo hacia arriba, con origen de coordenadas a nivel de la superficie de contacto entre el mercurio y el aire en el recipiente.

    Luego, observa que el nivel superior de la columna de mercurio se encuentra a 0,76 m, y que el nivel correspondiente al punto A es 0,19 m, por lo que la altura de la columna de mercurio "por encima" del nivel del punto A es:

    h = 0,76 - 0,19 = 0,57 m;

    luego, tienes que la presión ejercida por esta porción de la columna de mercurio a nivel del punto A queda expresada:

    pAδHg*g*h, reemplazas valores, y queda:

    pA = 13600*9,8*0,57, resuelves, y queda:

    pA = 75969,6 Pa, expresas este resultado en atmósferas (pat = 101300 Pa), y queda:

    pA = 75969,6/101300 ≅ 0,750 atm.

    Espero haberte ayudado.

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