Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Pablo
    el 29/1/19

    Pregunta teorica de fisica.

    Es un multiple choice y tengo dudas sobre la respuesta


    Un observador mide la velocidad de un móvil al pasar por delante de él. Un tiempo después, otro observador (desde el mismo sistema de referencia que el anterior) mide la velocidad del mismo móvil. Si la velocidad que midieron ambos observadores es la misma, entonces:

    a) Se conserva la Energía Mecánica. b) La variación de Energía Cinética es constante.c) El trabajo neto sobre el móvil es cero. d) La Energía Cinética es cero. 


    El punto d) lo descarto porque en la primer situacion el auto pasa por delante de el, es decir, tiene una cierta velocidad y lo ve pasar..Asumo que el 2do observador ve al auto a lo lejos, llendo con la misma velocidad, por lo cual su energia cinetica es distinta de cero.

    El punto c) dice que el trabajo neto sobre el movil es cero, pero el auto se esta moviendo en linea recta (asumo nuevamente esto) entonces va a ser distinto de 0.


    En cuanto a las opciones a) y b) creo que podrian ser ambas correctas...

    En fin, nose si hay alguna trampa o hay alguna cosa teorica que se me haya pasado.

    Cual seria la respuesta correcta?

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    Raúl RC
    el 30/1/19

    Me decantaría por la opción a) pues el sistema de referencia es el mismo, es decir, se encuentran en el mismo sistema inercial

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    Ahlam.
    el 29/1/19

    me podeis ayudar con este problema menos el c, por favor 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 29/1/19

    Observa que empleamos el Sistema Internacional de Unidades de Medida.

    Tienes la densidad de masa del líquido (agua): 

    δL = 1000 Kg/m3.

    Tienes los datos del cuerpo cilíndrico (corcho):

    δC = 0,72 g/cm3 = 720 Kg/m3 (densidad de masa),

    R = 2 cm = 0,02 m (radio de la base),

    h = 5 cm (altura).

    a)

    Observa que sobre el  cuerpo actúan dos fuerzas verticales cuando está completamente sumergido, de las que indicamos sus módulos y sentidos:

    Peso: P = M*g = δC*VC*g, hacia abajo;

    Empuje del líquido E = δL*VC*g, hacia arriba;

    luego, planteas la expresión de la fuerza resultante (F) que actúa sobre el cuerpo (observa que consideramos positivo al sentido hacia arriba), y queda:

    F = E - P, sustituyes expresiones, y queda:

    F = δL*VC*g - δC*VC*g, extraes factores comunes, y queda:

    F = (δL - δC)*VC*g, reemplazas los valores de las densidades de masas, y queda:

    F = (1000 - 720)*VC*g, resuelves el primer factor, y queda:

    F = 280*VC*g, 

    y observa que tienes una multiplicación de tres factores positivos, por lo que tienes que la fuerza resultante tiene sentido hacia arriba, por lo que puedes concluir que el cuerpo asciende cuando es liberado.

    b)

    Aplicas la Segunda Ley de Newton para el instante correspondiente al momento en el que el cuerpo es liberado, y tienes la ecuación:

    F = MC*ai,

    sustituyes la expresión de la fuerza resultante que tienes remarcada, y la expresión de la masa del cuerpo, y queda:

    (δL - δC)*VC*g = δC*VC*ai, divides en ambos miembros por δC*VC, y queda:

    (δL - δC)*g/δC = ai

    que es la expresión de la aceleración inicial del cuerpo, que corresponde al inicio de su ascenso al ser liberado (observa que de aquí en más la aceleración varía una vez que parte del cuerpo se encuentra fuera del líquido).

    Luego, solo queda que reemplaces valores y hagas los cálculos.

    Espero haberte ayudado.

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    Cinthia LV
    el 29/1/19

    por favor podrían ayudarme con este problema :(

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 29/1/19

    Observa que las fuerzas: F, P y Q, cuyos módulos indicamos: F, P y Q, tienen las direcciones de los vectores: AD, AB y AC, respectivamente.

    Luego, a partir de las coordenadas de los puntos: A, B, C y D que tienes representados en tu imagen, planteas las expresiones de los vectores indicados, y queda:

    AD = < 0 , -8 , -12 >, cuyo módulo queda expresado: |AD| = √(208),

    AB = < 6 , 8 , -12 >, cuyo módulo queda expresado: |AB| = √(244),

    AC = < -6 , 6 , -12 >, cuyo módulo queda expresado: |AC| = √(216);

    luego, planteas las expresiones de los vectores unitarios asociados a los tres vectores anteriores, y queda:

    uF = AD/|AD| = < 0 , -8 , -12 >/√(208),

    uP = AB/|AB| = < 6 , 8 , -12 >/√(244),

    uQ = AC/|AC| = < -6 , 6 , -12 >/√(216),

    y observa que estos tres vectores unitarios expresan las direcciones y los sentidos de las fuerzas aplicadas en el punto A,

    cuyas expresiones vectoriales quedan (recuerda que tienes el valor del módulo de la fuerza F en tu enunciado):

    F = F*uF = 120*< 0 , -8 , -12 >/√(208) = < 0 , -960 , -1440 >/√(208) (en libras),

    P = P*uP = P*< 6 , 8 , -12 >/√(244) = < 6*P , 8*P , -12*P >/√(244) (en libras),

    Q = Q*uQ = Q*< -6 , 6 , -12 >/√(216) = < -6*Q , 6*Q , -12*Q >/√(216) (en libras).

    Luego, planteas la expresión de la fuerza resultante, y queda:

    F + P + Q = R, sustituyes las expresiones de las fuerzas en el primer miembro, y queda:

    < 0 , -960 , -1440 >/√(208) + < 6*P , 8*P , -12*P >/√(244) + < -6*Q , 6*Q , -12*Q >/√(216) = R,

    resuelves las divisiones en todos los términos, y queda:

    < 0 , -960/√(208) , -1440/√(208) > + < 6*P/√(244) , 8*P/√(244) , -12*P/√(244) > + 

    + < -6*Q/√(216) , 6*Q/√(216) , -12*Q/√(216) > = R,

    expresas a la fuerza resultante en función de sus componentes (observa que tiene la dirección del eje OZ, por lo que sus dos primeras componentes son iguales a cero, y observa que indicamos con A a su tercera componente), y queda:

    < 0 , -960/√(208) , -1440/√(208) > + < 6*P/√(244) , 8*P/√(244) , -12*P/√(244) > + 

    + < -6*Q/√(216) , 6*Q/√(216) , -12*Q/√(216) > = < 0 , 0 , A >;

    luego, por suma e igualdad entre vectores, sumas componente a componente, y tienes el sistema de tres ecuaciones lineales de primer grado con tres incógnitas (P, Q y A):

    6*P/√(244) - 6*Q/√(216) = 0,

    -960/√(208) + 8*P/√(244) + 6*Q/√(216) = 0,

    -1440/√(208) - 12*P/√(244) - -12*Q/√(216) = A;

    y luego, queda que resuelvas el sistema de ecuaciones, y obtendrás los valores de los módulos de las fuerzas P y Q, y también el valor de la tercera componente (A) de la fuerza resultante (R).

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

    Espero haberte ayudado.


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    Cinthia LV
    el 29/1/19

    En vdd muchísimas muchísimas gracias!!!!!!!! 

    Estoy empezando con este bello curso, si bien es bastante complicado para mi, pero me gusta mucho, espero poder llegar a saber más de esta materia con la que eh quedado encantada 

    Muchas gracias

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    Andres Sampayo
    el 28/1/19

    ¿un objeto puede aplicar una fuerza sobre si mismo?

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    Francisco Javier Tinoco Tey
    el 28/1/19

    Un cuerpo no puede ejercer fuerza sobre sí mismo . Si se necesita que actúe una fuerza sobre mi persona, tendré que buscar algún otro cuerpo que ejerza una fuerza, porque no existe ninguna forma de que un objeto ejerza fuerza sobre sí mismo (yo no puedo empujarme, una pelota no puede "patearse" a sí misma).

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    Andrea Martinez
    el 28/1/19

    PREGUNTA SOBRE DINÁMICA: Cuando hay dos cuerpos unidos por una cuerda en un plano horizontal. La fuerza de rozamiento de un cuerpo es la misma que la masa de ese  mismo cuerpo pero en vez de kg en newtons??

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 28/1/19

    Vamos con una orientación, que esperamos te se de utilidad.

    Considera la situación de la figura, en la que consideramos que el sistema se desplaza hacia la derecha.

    1°)

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

    Peso: P1 = M1*g, vertical, hacia abajo;

    Acción normal del suelo: N1, vertical, hacia arriba;

    Tensión de la cuerda: T, horizontal, hacia la derecha;

    Rozamiento del suelo: fr1μ*N1, horizontal, hacia la izquierda;

    luego, aplicas las Segunda Ley de Newton, y tienes el sistema de ecuaciones:

    T - fr1 = M1*a,

    N1 - P1 = 0,

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

    T - μ*N1 = M1*a,

    N1 - M1*g = 0, de aquí despejas: N1 = M1*g,

    luego sustituyes la expresión remarcada en la primera ecuación, despejas, y queda:

    T = μ*M1*g + M1*a (1).

    2°)

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

    Peso: P2 = M2*g, vertical, hacia abajo;

    Acción normal del suelo: N2, vertical, hacia arriba;

    Tensión de la cuerda: T, horizontal, hacia la izquierda;

    Rozamiento del suelo: fr2 = μ*N2, horizontal, hacia la izquierda;

    Fuerza externa: F, horizontal, hacia la derecha;

    luego, aplicas las Segunda Ley de Newton, y tienes el sistema de ecuaciones:

    F - T - fr2 = M2*a,

    N2 - P2 = 0,

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

    F - T - μ*N2 = M2*a,

    N2 - M2*g = 0, de aquí despejas: N2 = M2*g,

    luego sustituyes esta última expresión remarcada en la primera ecuación, y queda:

    F - T - μ*M2*g = M2*a (2).

    Luego, como puedes apreciar, hemos considerado dos diagramas de fuerzas independientes, uno para cada cuerpo del sistema, y para resolver el problema solo queda que sustituyas la expresión señalada (1) en la ecuación señalada (2), y despejes la incógnita que tengas que resolver.

    Espero haberte ayudado.

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    Mangel
    el 28/1/19

    Dos bloques de masa m1 = 1,0 kg y m2 = 2,0 kg se encuentran inicialmente en reposo al pie de una rampa. Los bloques están unidos por una sustancia explosiva (de masa despreciable). En determinado momento, la sustancia explota haciendo que los bloques salgan despedidos en direcciones opuestas. El bloque 1 se frena a una distancia L = 0,5 m del lugar de la explosión debido a la fricción sobre la superficie rugosa de coeficiente de rozamiento cinético µk = 0,30. Calcule la altura h a la que llega el bloque 2 sobre la pendiente lisa antes de frenarse. Suponga que los bloques nunca se despegan del suelo. 

    Muchas gracias.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 28/1/19

    Si tienes un dibujo de la situación por favor envíalo, para que podamos ayudarte.

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    Mangel
    el 28/1/19


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 28/1/19

    Tienes un sistema formado por los dos bloques, y tienes cuatro situaciones importantes:

    a)

    El sistema está a punto de explotar;

    b)

    La explosión recién ocurrió;

    c)

    El móvil (1) alcanza el reposo.

    d)

    El móvil (2) alcanza su altura máxima.

    1°)

    Planteas las expresiones del impulso (cantidad de movimiento) y de la energía mecánica en las dos primeras situaciones (observa que consideramos un sistema de referencia con eje OX horizontal con sentido positivo hacia la derecha, y con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba), y queda:

    pa = 0 (los móviles están en reposo),

    EMa = 0 (los móviles se encuentran con sus alturas iguales a cero y en reposo);

    pb = M1*v1 + M2*v2 = 1*v1 + 2*v2,

    EMb = EC1 + EC2 = (1/2)*M1*v12 + (1/2)*M2*v22 = (1/2)*1*v12 + (1/2)*2*v22 = (1/2)*v12 + 1*v22;

    luego, como no actúan fuerzas exteriores al sistema en el plano de movimiento durante la explosión, puedes plantear que el impulso se conserva, y tienes la ecuación:

    pb = pa, sustituyes expresiones, y queda: 

    1*v1 + 2*v2 = 0, y de aquí despejas:

    v1 = -2*v2 (1).

    2°)

    Planteas la expresión de la energía mecánica en la situación (c), y tienes:

    EMc = 0 (observa que el bloque más pequeño está en reposo al nivel de altura igual a cero);

    luego, planteas la expresión del trabajo de la fuerza de rozamiento (observa que consideramos que el módulo de la aceleración gravitatoria terrestre es: g = 10 m/s2), y queda:

    Wfr = -μk*N*L = -μk*M1*g*L = -0,30*1*10*0,5 = -1,5 J;

    luego, planteas la ecuación energía mecánica-trabajo solamente para el bloque más pequeño, y queda:

    EMc - EMb = Wfr, sustituyes expresiones, y queda:

    0 - (1/2)*v12 = -1,5, y de aquí despejas:

    v1 = -√(3) m/s ≅ -1,732 m/s, que es la expresión de la velocidad del bloque más pequeño inmediatamente después de la explosión (observa que esta velocidad tiene sentido hacia la izquierda);

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

    -√(3) = -2*v2, y de aquí despejas:

    v2 = √(3)/2 m/s ≅ 0,866 m/s, que es la expresión de la velocidad del bloque más grande inmediatamente después de la explosión (observa que esta velocidad tiene sentido hacia la derecha).

    3°)

    Planteas conservación de la energía entre las situaciones señaladas (b) (d) solamente para el bloque más grande, y queda:

    EMd = EMb, sustituyes expresiones, y queda:

    M2*g*h = (1/2)*M2*v22, divides por M2*g en ambos miembros, y queda:

    h = (1/2)*v22/g, reemplazas el último valor remarcado, reemplazas el valor de la aceleración gravitatoria, y queda:

    h = (1/2)*( √(3)/2 )2/10, resuelves, y queda:

    h = 3/80 m = 0,0375 m, que es la expresión de la altura máxima que alcanza el bloque más grande sobre la rampa.

    Espero haberte ayudado.

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    Cinthia LV
    el 28/1/19

    Por favor podrían ayudarme con este problema (16)§

    Enserio se los agradezco mucho 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 28/1/19

    a)

    Observa que tienes los puntos de la gráfica, cuya forma general es: P(t,x):

    A1( 1,50 ; 8 ) (de aquí tienes: t1 = 1,50 s y x1 = 8 m),

    A2( 4,00 ; 2 ) (de aquí tienes: t2 = 4,00 s y x2 = 2 m);

    luego, planteas la expresión de la velocidad media entre los instantes indicados, y queda:

    vm = (x2 - x1)/(t2 - t1), reemplazas valores, y queda:

    vm = (2 - 8)/(4,00 - 1,50), resuelves los agrupamientos de términos, y queda:

    vm = -6/2,50, resuelves, y queda:

    vm = -2,4 m/s.

    b)

    Observa que la recta que tienes trazada en el gráfico cartesiano de tu enunciado pasa por los puntos:

    B1( 2,00 ; 6 ) (de aquí tienes: t1 = 2 s y x2 = 6 m),

    B2( 3,50 ; 0 ) (de aquí tienes: t2 = 3,50 s y x2 = 0 m);

    luego, planteas la expresión de la pendiente del segmento determinado por dichos puntos, y queda:

    m = (x2 - x1)/(t2 - t1), reemplazas valores, y queda:

    m = (0 - 6)/(3,50 - 2,00), resuelves los agrupamientos de términos, y queda:

    m = -6/1,50, resuelves, y queda:

    m = -4, y como la recta es tangente a la gráfica en el punto correspondiente al instante en estudio (t1 = 2,00 s), entonces tienes que la velocidad instantánea del móvil en dicho instante es:

    v(2,00) = -4 m/s.

    c)

    Observa que tienes el punto:

    C( 4,00 , 2 ) (de aquí tienes: t = 4,00 s y x = 2 m),

    en el cuál tienes que la recta tangente a la gráfica que tienes en tu enunciado es una recta paralela al eje Ot que pasa por dicho punto, por lo que tienes que su pendiente es igual a cero y, por lo tanto, tienes que la velocidad instantánea del móvil en el instante en estudio (t = 4,00 s) es nula:

    v(4,00) = 0.

    Espero haberte ayudado.

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    Guillem De La Calle Vicente
    el 28/1/19


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    Cinthia LV
    el 29/1/19

    Maestro Muchas gracias 🙌

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    Bryam Maldonado
    el 27/1/19

    me podrían ayudar con este ejercicio

    una mujer camina a una taza de 5 pi/seg a lo largo de un diámetro de un patio circular. Una luz ubicada en el extremo de un diámetro perpendicular al de su trayectoria proyecta una sombra sobre la pared circular. Que tan rápido se mueve la sombra a lo largo de la pared cuando la distancia de la mujer al centro del patio es de r/2 donde r [pie] es el radio del patio.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 28/1/19


    Observa la primera imagen, en la que intentamos mostrarte los siguientes pasos:

    1°)

    Presentamos la circunferencia cuya ecuación cartesiana es:

    x2 + y2 = r2,

    que corresponde a la ubicación de la pared,

    y determinamos dos puntos pertenecientes a ella: F(0,r) (ubicación del foco de luz), y S(x,y) (ubicación de la sombra de la mujer sobre la pared).

    Presentamos la recta cuya ecuación es:

    y = -(r/s)*x + r,

    que corresponde al rayo luminoso que determina la sombra de la mujer sobre la pared.

    Presentamos la posición de la mujer: M(s,0), y consideramos que se desplaza sobre el eje OX con el sentido positivo de dicho eje (observa que la coordenada s es negativa).

    2°)

    Presentamos el sistema de ecuaciones para establecer las coordenadas del punto de intersección de la circunferencia con la recta (punto S) (observa que el punto F también pertenece a ambas curvas).

    3°)

    Presentamos las expresiones de las derivadas con respecto al tiempo de las coordenadas del punto S (x' e y'), que corresponden a las componentes de la velocidad de desplazamiento de la sombra.

    Observa la segunda imagen, en la que mostramos los siguientes pasos:

    4°)

    Evaluamos las expresiones x' e y' para la condición que tienes en tu enunciado:

    s' = 5 p/s (tasa de desplazamiento, o rapidez del móvil),

    s = r/2 (posición del móvil que tenemos en estudio);

    y luego presentamos la expresión vectorial de la velocidad instantánea del móvil,  calculamos su módulo.

    Espero haberte ayudado.

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    Bryam Maldonado
    el 27/1/19
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    me podrian ayudar con este ejercicio por favor

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    Raúl RC
    el 29/1/19

    Hola, te agradeceríamos enormemente que intentarás adjuntar la foto del ejercicio en un formato más reducido, me resulta imposible ver cuál es la pregunta que formulas.

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    agarcia
    el 27/1/19

    Buenas tardes.alguien me podria indicar como puedo resolver este ejercicio ?muchas gracias

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 28/1/19

    Establece un sistema de referencia con eje OX paralelo al suelo, que pase por el punto B, con sentido positivo acorde al desplazamiento del móvil, y con eje OY vertical, con sentido positivo hacia arriba.

    Consideramos que el módulo de la aceleración gravitatoria terrestre es: g = 10 m/s2.

    Luego, planteas las expresiones de las energías potencial gravitatoria, cinética de traslación y mecánica del móvil en el punto A, y queda:

    EPA = M*g*yA,

    ECA = (1/2)*M*vA2,

    EMA = EPA  + ECA = M*g*yA + (1/2)*M*vA2 (1).

    Luego, planteas las expresiones de las energías potencial gravitatoria, cinética de traslación y mecánica del móvil en el punto B, y queda:

    EPB = M*g*yB,

    ECB = (1/2)*M*vB2,

    EMB = EPB  + ECB = M*g*yB + (1/2)*M*vB2 (2).

    Luego, planteas las expresiones de las energías potencial gravitatoria, cinética de traslación y mecánica del móvil en el punto C, y queda:

    EPC = M*g*yC,

    ECC = (1/2)*M*vC2,

    EMC = EPC  + ECC = M*g*yC + (1/2)*M*vC2 (3).

    Luego, si se desprecian las pérdidas por rozamientos, puedes plantear que la energía se conserva, y tienes la ecuación:

    EMC = EMA, sustituyes las expresiones señaladas (3) (1), y queda:

    M*g*yC + (1/2)*M*vC2 = M*g*yA + (1/2)*M*vA2, multiplicas en todos los términos por 2/M, y queda:

    2*g*yC + vC2 = 2*g*yA + vA2, restas x en ambos miembros, y queda:

    vC2 = 2*g*yA + vA2 - 2*g*yC,

    extraes factores comunes (-2*g) entre el primer y el último término del segundo miembro, y queda:

    vC2 = -2*g*(-yA + yC) + vA2,

    aquí reemplazas datos que tienes en la imagen (yA = 5 m, yC = 8 m, vA = 5 m/s), y queda:

    vC2 = -2*10*(-5 + 8) + 52, resuelves términos, y queda:

    vC2 = -60 + 25, resuelves y queda:

    vC2 = -25 m2/s2,

    que es un resultado absurdo (recuerda que las expresiones cuadráticas toman valores mayores o iguales que cero),

    por lo que puedes concluir que el móvil no alcanzará el punto C con las condiciones que tienes en tu enunciado.

    Luego, sería muy conveniente que consultes con tus docentes, por las dudas se trate de un error de impresión en dicho enunciado.

    Espero haberte ayudado.

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