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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    jddn
    hace 2 semanas, 5 días

    tengo una duda básica de física y las leyes de newton, dice el enunciado: un cuerpo posee una masa de 20kg y necesita una fuerza de 80n para recorrer una determinada distancia en 40 segundos; ¿cual será la distancia recorrida si el cuerpo parte de reposo?        calculé la aceleración y da 4m/s^2 y la distancia 3200m puede ser? no sé si está bien el ejercicio

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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 2 semanas, 5 días

    Tus respuestas son correctas, y vamos con algunos comentarios.

    Por lo que se puede apreciar, has planteado correctamente la expresión de la aceleración, de acuerdo con la Segunda Ley de Newton, y te ha quedado:

    a = F/M = 80/20 = 4 m/s2.

    Luego, si has establecido un sistema de referencia con eje OX con dirección y sentido positivo acordes al desplazamiento del cuerpo,

    con instante inicial: ti = 0 correspondiente al comienzo de su desplazamiento, y con origen de coordenadas en el punto correspondiente;

    luego, si has planteado la ecuación tiempo-posición de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, te ha quedado:

    x = xi + vi*t + (1/2)*a*t2

    una vez reemplazados los datos iniciales: xi = 0, vi = 0, a = 4 m/s2, resueltos los coeficientes, y cancelados los términos nulos, te ha quedado:

    x = 2*t2,

    y una vez reemplazado el valor del instante final: t = 40 s, y resuelto todo, te ha quedado finalmente:

    x = 3200 m.

    Espero haberte ayudado.

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    Cristian
    hace 2 semanas, 5 días

    una bobina circular de 50 espiras y 5cm de radio se situa en direccion perpendicular a un campo magnetico uniforme de 1.2 t. calcula la fem inducida en la bobina si se gira 180º en 0.2 s

    ¿Que intensidad de corriente inducida circula si la resistencia es de 20Ω?

    me sale 471 V... pero tengo dudas de si esta bien... alguien me podría ayudar? gracias.

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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 2 semanas, 5 días

    Observa que empleamos unidades internacionales, y recuerda la expresión del flujo magnético a través de la bobina, el enunciado de la Ley de Lenz, y el enunciado de la Ley de Ohm.

    Observa que en la situación inicial tienes que el vector normal a los planos de las espiras tiene igual dirección e igual sentido que el campo magnético exterior, por lo que la expresión del flujo magnético inicial queda:

    Φi = N*B•A = N*|B|*|A|*cos(θi) = N*|B|*(π*R2)*cos(0) = 50*12*π*(5*10-2)2*1 = 15000*π*10-4 = 1,5*π Wb.

    Observa que en la situación final tienes que el vector normal a los planos de las espiras tiene igual dirección y sentido contrario al campo magnético exterior, por lo que la expresión del flujo magnético final queda:

    Φf = N*B•A = N*|B|*|A|*cos(θf) = 50*(12)*(π*R2)*cos(π) = 50*12*π*(5*10-2)2*(-1) = -15000*π*10-4 = -1,5*π Wb.

    Luego, planteas la expresión de la variación promedio del flujo magnético, y queda:

    ΔΦ = Φf - Φi = 1,5*π - (-1,5*π) = 3*π Wb.

    Luego, planteas la expresión de la fuerza electromotriz inducida en función de la variación promedio del flujo magnético y del intervalo de tiempo, y queda:

    εi = -ΔΦ/Δt = -3*π/0,2 = -15*π V ≅ -47,124 V.

    Luego, planteas la expresión de la intensidad de corriente inducida en la bobina en función del valor absoluto de la fuerza electromotriz inducida y de la resistencia de la bobina, y queda:

    Ii = |εi|/R = 15*π/20 = 3*π/4 A ≅ 2,356 A.

    Espero haberte ayudado.

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    Bruno Estarellas
    hace 2 semanas, 6 días

    Hola tengo un problema donde me dice que un satélite va ha 5km/s y que calcule el radio de su órbita, no me dice nada más 

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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 2 semanas, 6 días

    Tienes el valor de la rapidez lineal del satélite:

    v = 5 Km/s = 5*103 m/s;

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

    acp = v2/R (1);

    luego, planteas la expresión del módulo del campo gravitatorio de la Tierra en el punto donde se encuentra el satélite, y queda:

    gT = G*MT/R2 (2).

    Luego, aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes la ecuación:

    FT = Ms*acp

    sustituyes la expresión del módulo de la fuerza gravitatoria que ejerce la Tierra sobre el satélite, y queda:

    Ms*gT = Ms*acp,

    divides en ambos miembros por el valor de la masa del satélite (Ms), y queda:

    gT = acp,

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

    G*MT/R2 =  v2/R, multiplicas por R2 y divides por v2 en ambos miembros, y queda:

    G*MT/v2 = R,

    que es la expresión del radio orbital del satélite;

    luego, solo queda que reemplaces el valor de su rapidez orbital,

    el valor de la constante de gravitación universal: G = 6,674*10-11 N*m2/Kg2,

    y el valor de la masa de la Tierra: MT = 5,972*1024 Kg (observa que estos dos datos los tienes en libros o en internet),

    para luego hacer el cálculo.

    Espero haberte ayudado.

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    Juan C González
    hace 2 semanas, 6 días

    Saludo, necesito ayuda con este ejercicio.

    Anexo las respuestas que me dieron.

    Muchas gracias.


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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 2 semanas, 6 días

    Vamos a considerar a los dos bloques por separado, y suponemos que el bloque A asciende por el plano, y que el bloque B desciende.

    a)

    Observa que sobre el bloque A están aplicadas tres fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:

    Peso: PA, vertical, hacia abajo,

    Acción normal de la rampa: NA, perpendicular a la rampa, hacia arriba,

    Tensión de la cuerda: T, paralela a la rampa, hacia arriba;

    luego, estableces un sistema de referencia con eje OX paralelo a la rampa con sentido positivo hacia arriba, y con eje OY perpendicular a la rampa con sentido positivo hacia arriba, aplicas la Segunda Ley de Newton, y queda el sistema de ecuaciones:

    T - PA*sen(30°) = MA*aA,

    NA - PA*cos(30°) = 0, de aquí despejas: NA = PA*cos(30°) = 200*cos(30°) ≅ 173,205 lb;

    luego, expresas a la masa en función del módulo del peso y del módulo de la aceleración gravitatoria terrestre, y la primera ecuación queda:

    T - PA*sen(30°) = (PA/g)*aA, y de aquí despejas:

    T = PA*sen(30°) + (PA/g)*aA,  (1).

    b)

    Observa que sobre la polea móvil están aplicadas tres fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:

    Peso del bloque B: PB, vertical, hacia abajo,

    Tensión del tramo izquierdo de la cuerda: T, vertical, hacia arriba,

    Tensión del tramo derecho de la cuerda: T, vertical, hacia arriba;

    luego, establece un sistema de referencia con eje OY vertical con sentido positivo hacia abajo, aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes la ecuación:

    PB - 2*T = MB*aB,

    luego, expresas a la masa en función del módulo del peso y del módulo de la aceleración gravitatoria terrestre, y la ecuación queda:

    PB - 2*T = (PB/g)*aB, sustituyes la expresión señalada (1), y queda:

    PB - 2*(PA*sen(30°) + (PA/g)*aA) = (PB/g)*aB, distribuyes el segundo término, y queda:

    PB - 2*PA*sen(30°) - 2*(PA/g)*aA = (PB/g)*aB (3).

    Luego, observa que cuando el bloque B desciende un tramo cuya longitud es ΔL tienes que el bloque A recorre un tramo cuya longitud es 2*ΔL, por lo que tienes que el desplazamiento del bloque A es el doble del desplazamiento del bloque B; luego, esta relación se mantiene para las velocidades y para las aceleraciones de los bloques, por lo que puedes plantear la ecuación:

    aA = 2*aB (4).

    Luego, sustituyes la expresión señalada (4) en el tercer término de la ecuación señalada (3), y queda:

    PB - 2*PA*sen(30°) - 2*(PA/g)*2*aB = (PB/g)*aB, resuelves coeficientes (recuerda: sen(30°) = 1/2), y queda:

    PB - PA - 4*(PA/g)*aB = (PB/g)*aB,

    sumas 4*(PA/g)*aB en ambos miembros, extraes factores y divisores comunes en el segundo miembro, y queda:

    PB - PA = (4*PA + PB)*aB/g, y de aquí despejas:

    aB = (PB - PA)*g/(4*PA + PB),

    aquí reemplazas datos (recuerda: g = 32 ft/s2), y queda:

    aB = (350 - 200)*32/(4*200 + 350) 4,174 ft/s2;

    luego, reemplazas este valor remarcado en la ecuación señalada (4), resuelves, y queda:

    aA ≅ 8,348 ft/s2;

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

    T 200*sen(30°) + (200/32)*8,348 ≅ 152,174 lb.

    Luego, observa que como los valores que hemos obtenido para los módulos de las aceleraciones de los bloques son ambos positivos, entonces tenemos que la suposición que hicimos al comienzo de este desarrollo es correcta, por lo que el bloque A asciende sobre el plano, y el bloque B desciende.

    Espero haberte ayudado.

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    Cristian
    hace 2 semanas, 6 días

    me preguntan como debe ser el sentido y dirección de un campo eléctrico y magnético uniformes para que la fuerza resultante sobre una carga con velocidad v, sea 0...

    se cumpliría si son paralelos y de sentido contrario no?

    Además me preguntan como tiene que ser la relación entre sus módulos... alguien me podría ayudar por favor? Gracias.


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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 2 semanas, 6 días

    Aplicas la Primera Ley de Newton (observa que la partícula se desplaza con velocidad constante), y queda la ecuación vectorial (indicamos al vector nulo con O):

    Fm + Fe = O, sustituyes las expresiones de las fuerzas, y queda:

    q*(v x B) + q*E = O, divides por q en todos los términos, y queda:

    v x B + E = O, restas E en ambos miembros, y queda:

    v x B = O - E, resuelves la resta vectorial, y queda:

    v x B = -E (1),

    y observa que el vector velocidad y el vector campo magnético deben ser ambos perpendiculares al vector opuesto al campo eléctrico y, por lo tanto, también al vector campo eléctrico.

    Luego, planteas la relación entre los módulos de los vectores expresados en la ecuación señalada (1), y ueda:

    |v x B| = |-E|, desarrollas el primer miembro, resuelves el segundo miembro, y queda:

    |v|*|B|*senθ = |E| (2),

    que es la relación entre los módulos de los vectores y el ángulo determinado por el vector velocidad y el vector campo magnético;

    luego, si tienes el caso particular en que el vector velocidad y el vector campo magnético son perpendiculares, reemplazas el valor del ángulo (θ = 90°) en la ecuación señalada (2), y queda:

    |v|*|B|*sen(90°) = |E|, resuelves el coeficiente en el primer miembro (recuerda: sen(90°) = 1), y queda:

    |v|*|B| = |E|,

    que es la relación entre los módulos de los vectores, para el caso particular que hemos señalado.

    Espero haberte ayudado.

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    Steven EL Batuta Rojas
    hace 3 semanas
    flag

    EXPERIMENTO DE FISICA


    1.- Toque la esfera con su dedo para quitar cualquier carga que pueda tener. Frote de nuevo la barra de ebonita ahora con la tela de seda y deje, después acerque la barra cargada, a la esfera del péndulo.¿QUE PASARIAN? ¿PORQUE?

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    Raúl RC
    hace 1 semana, 2 días

    Steven...no es cuestión de dejarnia todas las preguntas de los deberes que te han mandado, como te dije en otro post, todas ellas las tienes explicadas en la teoria de tu libro, toca estudiar un poco ;)

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    Cristian
    hace 3 semanas

    ejercicio: Determinar la fuerza que actúa sobre un electrón situado en un B= -2x10-2KT, cuando su velocidad es 2x107i m/s. 

    se que la fórmula es F= Q • (VXB)... no pone nada de ángulo... y no se poner ni la velocidad ni el campo en forma de vector... alguien me ayuda por favor. gracias

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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 3 semanas

    Observa que la velocidad tiene la dirección y el sentido positivo del eje OX, ya que te indican en su expresión que es un múltiplo del vector característico del eje OX, que tienes señalado con "i", y que expresamos en forma de terna ordenada:

    v = 2*107i m/s = < 2*107 , 0 , 0 > m/s.

    Por lo tanto, por favor revisa o consulta con tus docentes, si te han indicado algún vector característico en la expresión del campo magnético B. Por ejemplo, si tienes que el campo magnético tiene la dirección y el sentido opuesto del eje OY, su expresión sería:

    B = -2*10-2j KT = -2*10-2*103j T = -20j T = < 0 , -20 , 0 > T.

    Luego, el producto vectorial en la expresión de la fuerza queda:

    v x B = < 0 , 0 , -40*107 > N/C = < 0 , 0 , -4*108 > N/C;

    luego, reemplazas esta última expresión, y el valor de la carga del electrón (q = -1,6*10-19 C) en la expresión vectorial de la fuerza que tienes en tu enunciado, y queda:

    F = -1,6*10-19*< 0 , 0 , -4*108 > = < 0 , 0 , 6,4*10-11 > N = 6,4*10-11k N.

    Espero haberte ayudado.


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    Cristian
    hace 2 semanas, 6 días

    Me has ayudado mucho, muchísimas gracias por tan buena explicación

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    LuzG
    hace 3 semanas

    hola, me podrian ayudar con el diagrama de cuerpo libre del cuerpo A  y B por favor. yo he hecho al B pero el de A no se si esta bieb

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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 2 semanas, 6 días

    Observa que la superficie de contacto entre los bloques es vertical, por lo que tienes que éstos se ejercen mutuamente una acción normal con dirección horizontal, y una fuerza de rozamiento dinámico, cuya dirección es vertical.

    Luego, consideramos cada cuerpo por separado.

    a)

    Observa que sobre el bloque A están aplicadas cinco fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:

    Peso: PA, vertical, hacia abajo,

    Acción normal de la rampa: NA, perpendicular a la rampa, hacia arriba,

    Acción normal del bloque B: NAB, horizontal, hacia la derecha,

    Rozamiento dinámico del bloque B: frABμd*NAB, vertical, hacia abajo,

    Fuerza exterior aplicada: FP, paralela a la rampa, hacia arriba.

    b)

    Observa que sobre el bloque B están aplicadas cuatro fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:

    Peso: PB, vertical, hacia abajo,

    Acción normal de la superficie de apoyo: NB, vertical, hacia arriba,

    Reacción normal del bloque A: NAB, horizontal, hacia la izquierda,

    Reacción al rozamiento dinámico del bloque A: frAB = μd*NAB, vertical, hacia arriba.

    Luego, queda que establezcas los sistemas de referencia, apliques la Segunda Ley de Newton, y resuelvas los sistemas de ecuaciones (observa que debes prestar atención a las aceleraciones de los bloques, ya que cuando el bloque A recorre una distancia ΔL sobre la rampa, observa que el bloque B recorre una distancia ΔL*cosα).

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

    Espero haberte ayudado.


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    jonathan vaccaro
    hace 3 semanas

    Hola unicoos, quisiera me apoyen con el sgte ejercicio, trate de realizar la resolucion pero me quedan dos incognitas, y no se exacto el problema, gracias de antemano.

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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 3 semanas

    Establece un sistema de referencia con origen de coordenadas a nivel del suelo, con eje de posiciones (alturas) OY con dirección vertical y sentido positivo hacia arriba, y con instante inicial: ti = 0 correspondiente al comienzo de la caída del Hombre Araña.

    Luego, planteas la ecuación tiempo-posición de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:

    y = yi + vi*t + (172)*a*t2;

    luego, reemplazas datos (yi = h, vi = 0, a = -g = -9,8 m/s2), resuelves coeficientes, cancelas el término nulo, y queda:

    y = h - 4,9*t2 (1).

    Luego, tienes los datos del primer punto por el que pasa el Hombre Araña:

    y = h/4, t = t1 = a determinar, sustituyes estas expresiones en la ecuación señaladas (1), y queda:

    h/4 = h - 4,9*t12, sumas 4,9*t12 y restas h/4 en ambos miembros, y queda:

    4,9*t12 = 3h/4, multiplicas por 4 y divides por 3 en ambos miembros, y queda:

    19,6*t12/3 = h (2).

    Luego, tienes los datos de la llegada del Hombre Araña al suelo:

    y = 0, t = t1 + 1,0 s, sustituyes estas expresiones en la ecuación señaladas (1), y queda:

    0 = h - 4,9*(t1 + 1)2, sumas 4,9*(t1 + 1)2 en ambos miembros, y queda:

    4,9*(t1 + 1)2 = h (3).

    Luego, sustituyes la expresión señalada (2) en el segundo miembro de la ecuación señalada (3), y queda:

    4,9*(t1 + 1)2 = 19,6*t12/3, divides por 4,9 en todos los términos, y queda:

    (t1 + 1)2 = 4*t12/3, desarrollas el primer miembro, y queda:

    t12 + 2*t1 + 1 = 4*t12/3, multiplicas por 3 en todos los términos, y queda:

    3*t12 + 6*t1 + 3 = 4*t12, restas 4*t12 en ambos miembros, y queda:

    -t12 + 6*t1 + 3 = 0, multiplicas por -1 en todos los términos, y queda:

    t12 - 6*t1 - 3 = 0, 

    que es una ecuación polinómica cuadrática, cuyas soluciones son:

    a)

    t1 = ( 6 - √(48) )/2 ≅ -0,464 s, que no tiene sentido para este problema;

    b)

    t1 = ( 6 + √(48) )/2 ≅ 6,464 s

    que es el valor del instante en el cuál el Hombre Araña pasa por el primer punto por el que pasa el Hombre Araña;

    luego, reemplazas este último valor remarcado en la ecuación señalada (2), y queda:

    19,6*6,4642/3 h, resuelves el primer miembro, y de aquí despejas:

    ≅ 272,993 m.

    Espero haberte ayudado.

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