Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Diego
    el 24/11/18

    Buenos días. El lunes tengo examen de campo eléctrico y tengo una pequeña duda. En las ecuaciones del movimiento parabólico para el movimiento de partículas cargadas en campos uniformes, ¿la aceleración y la velocidad se ponen positivas si van en sentido del campo y negativas si van en sentido opuesto? 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 24/11/18

    A ver si te ayudo.

    Primero, haces el planteo desde el punto de vista eléctrico:

    Fe = q*Ee,

    en el que la fuerza tendrá el mismo sentido que el campo si la carga es positiva, y sentido opuesto si es negativa,

    y observa que el módulo de la fuerza eléctrica queda igual al producto del valor absoluto de la carga por el módulo del campo:

    |Fe| = |q|*|Ee|.

    Luego, para estudiar el movimiento desde el punto de vista de la dinámica, planteas un sistema de referencia, y el signo de la fuerza aplicada será positivo si su sentido es acorde al sentido positivo del eje coordenado correspondiente, o negativo en caso contrario, por lo que tienes dos situaciones:

    F = +|Fe| = +|q|*|Ee|, si la fuerza tiene el mismo sentido que el sentido positivo del eje coordenado,

    F = -|Fe| = -|q|*|Ee|, si la fuerza tiene el sentido negativo del eje coordenado.

    Luego, planteas la Segunda Ley de Newton, y continúas con la resolución del problema, para obtener el valor de la aceleración de la partícula, que será positivo si tiene el sentido positivo del eje coordenado (en este caso queda: a = +|q|*|Ee|/M), o negativo si la aceleración de la partícula tiene el sentido negativo del eje coordenado (en este caso queda: a = -|q|*|Ee|/M).

    Luego, continúas con el planteo de Movimiento Parabólico en la forma usual.

    Espero haberte ayudado.

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    Diego
    el 24/11/18

    Perfecto,muchas gracias.

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  • Usuario eliminado
    el 24/11/18

    Me pueden ayudar con el siguiente problema:

    Gracias

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    Raúl RC
    el 24/11/18

    Aqui tienes resuelto el apartado mas complicado, te dejo el resto para que los intentes :)

    Ánimo

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 24/11/18

    Establece un sistema de referencia con eje OX horizontal, que pase por el punto más bajo del rizo, con sentido positivo hacia la derecha según tu imagen, y con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba.

    Tienes la masa de la vagoneta: M = 1500 Kg,

    tienes el módulo de la aceleración gravitatoria terrestre: g = 10 m/s2.

    Tienes los datos del instante en el cuál la vagoneta está en el del punto más alto de la rampa:

    y1 = H = 23 m, por lo que tienes que su energía potencial gravitatoria es: EP1 = M*g*y1 = 1500*10*23 = 345000 J;

    v1 = 0, por lo que tienes que su energía cinética de traslación es: EC1 = 0;

    por lo tanto, tienes que su energía mecánica es: EM1 = EP1 + EC1 = 345000 + 0 = 345000 J (1).

    Tienes los datos del instante en el cuál la vagoneta está en el del punto más bajo del rizo:

    y2 = 0, por lo que tienes que su energía potencial gravitatoria es: EP2 = M*g*y2 = 1500*10*0 = 0;

    v2 = a determinar, por lo que tienes que su energía cinética de traslación queda expresada: EC2 = (1/2)*M*v22 = 750*v22  (en J);

    por lo tanto, tienes que su energía mecánica es: EM2 = EP2 + EC2 = 0 + 750*v22 = 750*v22 (2).

    Tienes los datos del instante en el cuál la vagoneta está en el del punto más alto del rizo:

    y3 = 15 m, por lo que tienes que su energía potencial gravitatoria es: EP3 = M*g*y3 = 1500*10*15 = 225000 J;

    v3 = a determinar, por lo que tienes que su energía cinética de traslación queda expresada: EC3 = (1/2)*M*v32 = 750*v32  (en J);

    por lo tanto, tienes que su energía mecánica es: EM3 = EP3 + EC3 = 225000 + 750*v32 (3).

    Luego, tienes para el instante en el que la vagoneta está en el punto más bajo del rizo:

    1)

    EM2 = EM1 (por conservación de la energía mecánica),

    sustituyes las expresiones señaladas (2) (1), y queda:

    750*v22 = 345000, de aquí despejas:

    v2√(460) m/s ≅ 21,448 m/s;

    2)

    observa que sobre la vagoneta actúan dos fuerzas verticales: la acción normal del rizo (hacia arriba) y el peso (hacia abajo), por lo que aplicas la Segunda Ley de Newton (observa que consideramos positivo el sentido hacia el eje de giros), y queda:

    N2 - M*g = M*acp2, expresas al módulo de la aceleración centrípeta en función de la velocidad lineal y del diámetro del rizo, y queda:

    N2 - M*g = M*v22/(D/2), sumas M*g en ambos miembros, resuelves divisiones en el segundo miembro, y queda:

    N2 = M*g + 2*M*v22/D, reemplazas datos, y queda:

    N2 = 1500*10 + 2*1500*460/15, resuelves, y queda:

    N2 = 107000 N.

    Luego, tienes para el instante en el que la vagoneta está en el punto más alto del rizo:

    3)

    EM3 = EM1 (por conservación de la energía mecánica),

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

    225000 + 750*v32 = 345000, de aquí despejas:

    v3 = √(160) m/s ≅ 12,649 m/s;

    4)

    observa que sobre la vagoneta actúan dos fuerzas verticales: la acción normal del rizo (hacia abajo) y el peso (hacia abajo), por lo que aplicas la Segunda Ley de Newton (observa que consideramos positivo el sentido hacia el eje de giros), y queda:

    N3 + M*g = M*acp3, expresas al módulo de la aceleración centrípeta en función de la velocidad lineal y del diámetro del rizo, y queda:

    N3 + M*g = M*v32/(D/2), sumas M*g en ambos miembros, resuelves divisiones en el segundo miembro, y queda:

    N3 = -M*g + 2*M*v32/D, reemplazas datos, y queda:

    N3 = -1500*10 + 2*1500*160/15, resuelves, y queda:

    N3 = 47000 N.

    Espero haberte ayudado.

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    Clara Fei Guareño
    el 24/11/18

    Hola, me podrían ayudar?

    La afirmación: "El enclace iónmico se forma entre elementos que se encuentran muy separados en el Sistema Periódico", es falsa o verdadera. ¿Por qué?

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    Jerónimo
    el 24/11/18

    Es verdadero. El enlace iónico se produce entre elementos metálicos (parte izquierda  del sistema periódico)  que tienen gran tendencia  a ceder electrones  y elementos  no metálicos (parte derecha) que tienen gran tendencia a aceptar electrones.. Se produce una atracción electrostática .

    El Enlace Iónico

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    Yume
    el 23/11/18

    Hola, ¿me ayudan con este problema?


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    Jerónimo
    el 24/11/18

    Llamando Fe a la fuerza de atracción entre las dos cargas Fe=KqAqb/d²  ,   W1 al peso de la carga A y Px a la componente horizontal del peso Px=mgsenα 

    Para que el sistema esté en equilirio,  debe cumplirse  Fe+W1=mgsenα, sustituye datos y ya lo tienes (Fe  positiva).

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    Tamara
    el 23/11/18

    hola a todos, me podrían dar una mano con este:

    Una partícula se mueve sobre una recta de modo que su aceleración es igual a 3 veces su velocidad. En t = 0 su desplazamiento desde el origen es 0,3m y su velocidad 0,45m/s. Calcule el tiempo transcurrido cuando el desplazamiento es de 3m. (R: t = 0,98s)

    Muchas gracias

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 23/11/18

    Tienes la relación entre aceleración y velocidad:

    a = 3*v, expresas a la aceleración como la derivada de la velocidad con respecto al tiempo, y queda:

    dv/dt = 3*v, separas variables, y queda:

    dv/v = 3*dt, integras en ambos miembros, y queda:

    ln(v) = 3*t + C (1), evalúas esta expresión para la condición inicial para la velocidad (t = 0, v = 0,45 m/s), y queda:

    ln(0,45) = 3*0 + C, cancelas el término nulo, y queda:

    ln(0,45) = C, reemplazas este valor en la ecuación señalada (1), y queda:

    ln(v) = 3*t + ln(0,45), restas ln(0,45) en ambos miembros, y queda:

    ln(v) - ln(0,45) = 3*t, aplicas la propiedad del logaritmo de una división, y queda:

    ln(v/0,45) = 3*t, compones en ambos miembros con la función inversa del logaritmo natural, y queda:

    v/0,45 = e3*t, multiplicas por 0,45 en ambos miembros, y queda:

    v = 0,45*e3*t, expresas a la velocidad como la derivada de la posición con respecto al tiempo, y queda:

    dx/dt = 0,45*e3t, separas variables, y queda:

    dx = 0,45*e3t*dt, integras en ambos miembros, y queda:

    x = 0,45*(1/3)*e3*t + D, resuelves el coeficiente, y queda:

    x = 0,15*e3*t + D (2), evalúas esta expresión para la condición inicial para la posición (t = 0, x = 0,3 m), y queda:

    0,3 = 0,15*e3*0 + D, resuelves el primer término en el segundo miembro, y queda:

    0,3 = 0,15 + D, restas 0,15 en ambos miembros, y queda:

    0,15 = D, reemplazas este valor en la ecuación señalada (2), y queda:

    x = 0,15*e3*t + 0,15, que es la expresión de la posición de la partícula como función del tiempo.

    Luego, reemplazas el valor de la posición en estudio (x = 3 m), y queda:

    3 = 0,15*e3*t + 0,15, restas 0,15 en ambos miembros, y queda:

    2,75 = 0,15*e3*t, divides por 0,15 en ambos miembros, y queda:

    20 = e3*t, compones en ambos miembros con la función inversa de la función exponencial natural, y queda:

    ln(20) = 3*t, divides por 3 en ambos miembros, y queda:

    ln(20)/3 = t, evalúas el primer miembro, y queda:

    0,998577 s ≅ t.

    Espero haberte ayudado.

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    Silvio Aguirre
    el 23/11/18
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    buenas tardes, me podrían dar una mano con el siguiente problema:

    Una ventana tiene una superficie de vidrio de 1,6x10³cm² y grosor 3mm.

    a)Encontrar la velocidad de transferencia de energía por conducción a través de este vidrio cuando la temperatura de la superficie interior del vidrio es de 70F y la temperatura exterior es de 90°F.

    b)Repetir para la misma temperatura interior y una temperatura exterior de 0°F

    K(vidrio)= 0,84j/ser m°c

    disculpen la molestia, gracias!


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    Raúl RC
    el 24/11/18

    Lamento no poder ayudarte pero no resolvemos dudas universitarias que no tengan que ver explicitamente con los videos que el profe ha grabado, sorry pero unicoos solo llega hasta bachiller. Un saludo

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 26/11/18

    Te paso la ecuación que necesitas para resolver el problema (observa que la conducción de energía en forma de calor es desde afuera hacia adentro de la habitación):

    ΔQ/Δt = vT = -K*A*(Ti-Te)/Δe.

    Luego, tienes los datos:

    A = 1,6*103 cm2 = 1,6*10-1 cm2 = 0,16 m2,

    Δe = 3 mm = 3*10-3 m = 0,003 m,

    K = 0,84 J/(s*m*°C),

    Te = 90 ° F = (90-32)*5/9 = 290/9 °C ≅ 32,222 °C,

    Ti = 70 ° F = (70-32)*5/9 = 190/9 °C ≅ 21,111 °C.

    Luego, solo queda que reemplaces valores y hagas el cálculo.

    Espero haberte ayudado.


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    diego
    el 23/11/18
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    hola unicoos, me dan una mano con este:

    Un trozo de bronce de 5cm de espesor y 10cm2 de superficie está expuesto a una temperatura de 40°C por un lado y 30°C por otro. Si propaga 3140J en 2,5 minutos, determinar el coeficiente de conductividad térmica del bronce

    Muchas gracias

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    Raúl RC
    el 23/11/18

    Lamento no poder ayudarte pero no resolvemos dudas universitarias que no tengan que ver explicitamente con los vídeos que grabó el profe como excepción, lo siento de corazón.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 23/11/18

    Planteas la ecuación de conducción de energía en forma de calor, y queda:

    -k*S*ΔT/Δs = ΔQ/Δt,

    multiplicas en ambos miembros por Δs, y queda:

    -k*S*ΔT = ΔQ*Δs/Δt,

    divides en ambos miembros por S*ΔT, y queda:

    k = -ΔQ*Δs S*ΔT*Δt (1).

    Luego, tienes los datos de tu enunciado:

    Δs = 5 cm = 0,05 m (espesor de la placa),

    S = 10 cm2 = 0001 m2 (área de la sección transversal de la placa),

    ΔT = 30 - 40 = -10 °C (diferencia de temperaturas entre las caras de la placa),

    k = a determinar (coeficiente de conductividad térmica del bronce),

    ΔQ = 3140 J (energía conducida en forma de calor a través de la placa),

    Δt = 2,5 min = 2,5*60 = 150 s (intervalo de tiempo).

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

    k = -3140*0,05 / 0,001*(-10)*150,

    resuelves, y queda:

    k 104,667 J/(°C*s*m).

    Espero haberte ayudado.

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  • Usuario eliminado
    el 23/11/18

    hola, alguien me ayuda con este problema:

    gracias

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 23/11/18

    Tienes los datos:

    Δt = 1 h = 3600 s (intervalo de tiempo);

    h = 2 m (altura del muro),

    L = 3,65 m (largo del muro),

    Δs = 0,2 m (espesor del muro);

    T1 = 20 °C (temperatura en la primera cara del muro),

    T2 = 5 °C (temperatura en la segunda cara del muro);

    k = 1,3 J/(s*m*°C) (conductividad térmica del material del muro, en este caso concreto).

    Luego, puedes plantear:

    A = h*L = 2*3,65 = 7,3 m2 (área de la sección transversal del muro),

    ΔT = T2 - T1 = 5 - 20 = -15 °C (diferencia de temperaturas entre las caras del muro).

    Luego, planteas la ecuación de conducción de energía en forma de calor, y queda:

    ΔQ/Δt = -k*S*ΔT/Δs,

    reemplazas valores, y queda:

    ΔQ/3600 = -1,3*7,3*(-15)/0,2,

    multiplicas en ambos miembros por 3600, y queda:

    ΔQ = -1,3*7,3*(-15)*3600/0,2,

    resuelves, y queda:

    ΔQ = 2562300 J.

    Espero haberte ayudado.

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    carlos
    el 23/11/18

    Por favor ayúdame con este ejercicio. Muchas gracias. R/ a) 0.309 rad/s  b) 100 J  c) 6.67 Watt

    Un carrusel (tiovivo) con 2.40 m de radio tiene momento de inercia de 2100 kg m^2 alrededor de un eje vertical que pasa por su centro y gira con fricción despreciable. a) Un niño aplica una fuerza de 18 N tangencialmente al borde durante 15 s. Si el carrusel estaba inicialmente en reposo, ¿qué rapidez angular tiene al final de los 15 s? b) ¿Cuánto trabajo efectuó el niño sobre el carrusel? c) ¿Qué potencia media le suministró el niño?

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    Jerónimo
    el 23/11/18

    Aplicando la ec fundamental de la dinámica de rotación M=Iα, y sabiendo que el momento de la fuerza M es  M=rXF=rFsen90=rF

    rF=Iα   α=rF/I=2,4x18/2100=0,0205rad/s2

    ω=ωo+αt=0+0,0205 x15=0,307rad/s

    trabajo=Ec rotación=1/2Iω²=1/2x2100x0,307²=100J

    P=trabajo/t=100/15=6,67 w


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    JP TheTreaimon-man
    el 23/11/18

    Buen día soy un estudiante de preparatoria y para una investigación que estoy realizando necesito aplicar el siguiente cuestionario a 30 personas- acá el link: https://goo.gl/forms/Wd98aQG8CdX8VURq2 

    me sería de muchísima ayuda que lo respondieren, gracias por su ayuda.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 23/11/18

    Ya la he completado, ojalá te sean útiles mis respuestas.

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