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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    María
    el 25/3/19

    Un proyectil de 5 g se dispara horizontalmente contra un bloque de madera de 3 kg, que se encuentra en reposo sobre una superficie horizontal. El coeficiente dinámico de rozamiento entre el bloque y la superficie es 0’2. El proyectil, después de chocar, permanece empotrado en el bloque y se observa que este último desliza 25 cmsobre la superficie hasta pararse. ¿Cuál era la velocidad del proyectil? Sol: v = 595 m/s


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    Raúl RC
    el 27/3/19

    Hola, primero tienes que calcular la velocidad inicial del conjunto bloque - proyectil usando conservación de la cantidad de movimiento, luego tomando en cuenta que la variación de la energía cinética es igual al trabajo realizado pro la fuerza de rozamiento encuentras lo que te piden.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 1/4/19

    Establece un sistema de referencia con eje de posiciones OX con dirección y sentido positivo acordes al desplazamiento inicial del proyectil.

    Luego, vamos por etapas:

    a)

    Planteas la expresión del impulso del sistema proyectil-bloque antes del choque, y tienes:

    pa = Mp*vp + Mb*vb = 0,005*vp + 3*0 = 0,005*vp + 0 = 0,005*vp (1).

    b)

    Planteas la expresión del impulso y de la energía del sistema después del choque, y queda:

    pd = (Mp+Mb)*vd = (0,005+3)*vd = 3,005*vd (2);

    ECd = (1/2)*(Mp+Mb)*vd2 = (1/2)*(0,005+3)*vd2 = (1/2)*3,005*vd2 = 1,5025*vd2 (3).

    c)

    Planteas la expresión de la energía final del sistema (observa que el conjunto proyectil-bloque está en reposo), y queda:

    ECf = 0 (4).

    d)

    Planteas la ecuación trabajo-energía entre el instante inmediato después del choque y el instante final, y queda:

    Wfr = ECf - ECd,

    sustituyes la expresión del trabajo de la fuerza de rozamiento (observa que su sentido es opuesto al desplazamiento del conjunto proyectil-bloque, sustituyes las expresiones señaladas (4) (3), y queda:

    -fr*Δx = 0 - 1,5025*vd2,

    sustituyes la expresión del módulo de la fuerza de rozamiento en función del coeficiente dinámico y del módulo de la acción normal que la superficie ejerce sobre el conjunto proyectil-bloque (observa que coincide con el módulo del peso del conjunto, y que consideramos que el módulo de la aceleración gravitatoria terrestre es: g = 9,8 m/s2), cancelas el término nulo, y queda:

    -μd*(Mp+Mb)*g*Δx = -1,5025*vd2,

    multiplicas en ambos miembros por -1, reemplazas valores, y queda:

    0,2*(0,005+3)*9,8*0,25 = 1,5025*vd2,

    y de aquí despejas:

    vd2 = 0,988,

    extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros, y queda:

    vd  0,994 m/s, que es el valor de la velocidad del conjunto proyectil-bloque inmediatamente después del choque.

    e)

    Planteas conservación del impulso durante el choque (observa que no actúan fueras exteriores al sistema proyectil-bloque en el plano de desplazamiento), y tienes la ecuación:

    pa = pd

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

    0,005*vp = 3,005*vd,

    reemplazas el último valor remarcado en el segundo factor del segundo miembro, y queda:

    0,005*vp  3,005*0,994,

    resuelves el segundo miembro, divides en ambos miembros por 0,005,  y queda:

    vp = 597,383 m/s, que es el valor de la velocidad del proyectil antes del choque, y observa que la discrepancia de este valor con el valor consignado en tu solucionario se debe, seguramente, a las aproximaciones de valores.

    Espero haberte ayudado.

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    María
    el 25/3/19
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    Una partícula de masa 5 gramos oscila por la acción de un resorte cuyo movimiento es: x = 7 cos (3 t + 1)estando x en cm, t en segundos y el 1 en radianes. Determinar: a) La velocidad máxima y aceleración máxima;        b) el periodo de oscilación y la constante recuperadora del resorte; c) los instantes en que v y a se hacen máximas   

    Sol: a) v= 0’21 m/s, a = 0’63 m/s2; b) 2’1 s,  45·10-3 N/m; c) 1’24 s,  0’71 s. 

     

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    Raúl RC
    el 27/3/19

    María, no es cuestión de adjuntar 30 ejercicios en el foro para que te los resolvamos todos, la idea es que aportes algo mas que el enunciado, y por lo que veo, no lo has hecho en ningún ejercicio, lamento no poder ayudarte porque me da la sensación que no has mirado los vídeos de la web que tratan sobre temas que preguntas. Te recomiendo que acudas "a clase" primero y luego nos preguntes dudas muy concretas ;) un saludo

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 2/4/19

    Recuerda las expresiones de las funciones elongación, velocidad y aceleración de Movimiento Armónico Simple:

    x(t) = A*cos(ω*t+δ) (1),

    v(t) = -ω*A*sen(ω*t+δ) (2),

    a(t) = -ω2*A*cos(ω*t+δ) (3).

    Luego, comparas la expresión de la función elongación que tienes en tu enunciado con la expresión señalada (1), y tienes:

    A = 7 cm (amplitud de oscilación),

    ω = 3 rad/s (pulsación, o frecuencia angular),

    δ = 1 rad (fase inicial);

    luego, reemplazas valores en las expresiones de las funciones señaladas (1) (2) (3), resuelves coeficientes, y queda:

    x(t) = 7*cos(3*t+1) (1*) (función elongación, cuyos valores están expresado en cm),

    v(t) = -21*sen(3*t+1) (2*) (función velocidad, cuyos valores están expresados en cm/s),

    a(t) = -63*cos(3*t+1) (3*) (función aceleración, cuyos valores están expresados en cm/s2).

    a)

    Observa la expresión de la función velocidad señalada (2*), y si consideras el instante en que el factor trigonométrico es igual a -1, entonces tienes que el valor de la velocidad máxima queda:

    vM = -21*(-1) = 21 cm/s.

    Observa la expresión de la función aceleración señalada (3*), y si consideras el instante en que el factor trigonométrico es igual a -1, entonces tienes que el valor de la velocidad máxima queda:

    vM = -63*(-1) = 3 cm/s2.

    b)
    Planteas la expresión del periodo de oscilación en función de la pulsación, y queda:
    T = 2π/ω, reemplazas valores, y queda:
    T = 2π/3 s ≅ 2,094 s.
    Planteas la expresión de la constante de recuperación en función de la masa del oscilador y de la pulsación, y queda:
    k = M*ω2, reemplazas valores (observa que empleamos unidades internacionales), y queda:
    k = 0,005*32, resuelves, y queda:
    k = 0,045 N/m.
    c)
    Planteas la condición de valor extremo para la expresión de la función velocidad señalada (2*), y queda:
    sen(3*t+1) = ±1, compones en ambos miembros con la función inversa del seno, y tienes dos opciones (observa que elegimos los dos primeros valores positivos):
    1)
    3*t+1 = π/2, y de aquí despejas: t = π/6-1/3 ≅ 0,190 (en s);
    2)
    3*t+1 = 3π/2, y de aquí despejas: t = π/2-1/3 ≅ 1,237 (en s).
    Planteas la condición de valor extremo para la expresión de la función aceleración señalada (3*), y queda:
    cos(3*t+1) = ±1, compones en ambos miembros con la función inversa del seno, y tienes dos opciones (observa que elegimos los dos primeros valores positivos):
    1)
    3*t+1 = π, y de aquí despejas: t = π/3-1/3 ≅ 0,714 (en s);
    2)
    3*t+1 = 2π, y de aquí despejas: t = 2π/3-1/3 ≅ 1,761 (en s).
    Espero haberte ayudado.

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    María
    el 25/3/19
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    Raúl RC
    el 27/3/19

    María, no es cuestión de adjuntar 30 ejercicios en el foro para que te los resolvamos todos, la idea es que aportes algo mas que el enunciado, y por lo que veo, no lo has hecho en ningún ejercicio, lamento no poder ayudarte porque me da la sensación que no has mirado los vídeos de la web que tratan sobre temas que preguntas. Te recomiendo que acudas "a clase" primero y luego nos preguntes dudas muy concretas ;) un saludo

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    María
    el 25/3/19
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    Raúl RC
    el 27/3/19

    María, no es cuestión de adjuntar 30 ejercicios en el foro para que te los resolvamos todos, la idea es que aportes algo mas que el enunciado, y por lo que veo, no lo has hecho en ningún ejercicio, lamento no poder ayudarte porque me da la sensación que no has mirado los vídeos de la web que tratan sobre temas que preguntas. Te recomiendo que acudas "a clase" primero y luego nos preguntes dudas muy concretas ;) un saludo

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 1/4/19

    Planteas la expresión de la función posición angular en función de la velocidad angular y del tiempo, y queda:

    θ(t) = ∫ ω(t)*dt = ∫ (3t2-2t+4)*dt, integras, y queda:

    θ(t) = t3 - t2 + 4t + C (1).

    Luego, tienes la condición de referencia:

    θ(2) = 12, sustituyes la expresión señalada (1) evaluada en el primer miembro, y queda:

    23 - 22 + 4t + C = 12, resuelves términos, y queda:

    8 - 4 + 8 + C = 12, reduces términos numéricos en el primer miembro, y queda:

    12 + C = 12, restas 12 en ambos miembros, y queda:

    C = 0;

    luego, reemplazas este último valor en la expresión de la función posición angular señalada (1), cancelas su último término porque es nulo, y queda:

    θ(t) = t3 - t2 + 4t, que es la expresión de la función posición angular para la condición de referencia de tu enunciado;

    luego, evalúas la expresión remarcada para el instante en estudio (t = 4 s), y queda:

    θ(4) = 43 - 42 + 4(4), resuelves términos, y queda:

    θ(4) = 64 - 16 + 16, cancelas términos opuestos, y queda:

    θ(4) = 64 rad, que es la posición angular de la partícula correspondiente al instante en estudio.

    Espero haberte ayudado.

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    María
    el 25/3/19

    Un proyectil en vuelo horizontal a 383 m/s explota y se divide en dos fragmentos de igual masa. El primer fragmento sale en una dirección que forma 20º con la dirección inicial del proyectil, y el segundo en una dirección que forma - 30º con la dirección del proyectil. Calcula la velocidad final de ambos.  Sol: 500 m/s; 342 m/s.

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    Raúl RC
    el 27/3/19

    María, no es cuestión de adjuntar 30 ejercicios en el foro para que te los resolvamos todos, la idea es que aportes algo mas que el enunciado, y por lo que veo, no lo has hecho en ningún ejercicio, lamento no poder ayudarte porque me da la sensación que no has mirado los vídeos de la web que tratan sobre temas que preguntas. Te recomiendo que acudas "a clase" primero y luego nos preguntes dudas muy concretas ;) un saludo

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    María
    el 25/3/19

    Una bola de plastilina de 500 g y otra de acero de 200 g, van al encuentro una de la otra con velocidades respectivas de 0’5 m/s y 40 m/s. Calcula la velocidad y la dirección en la que se mueven   después del choque.    Sol: v = 11’07 m/s, dirección de la bola de acero.

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    Raúl RC
    el 27/3/19

    María, no es cuestión de adjuntar 30 ejercicios en el foro para que te los resolvamos todos, la idea es que aportes algo mas que el enunciado, y por lo que veo, no lo has hecho en ningún ejercicio, lamento no poder ayudarte porque me da la sensación que no has mirado los vídeos de la web que tratan sobre temas que preguntas. Te recomiendo que acudas "a clase" primero y luego nos preguntes dudas muy concretas ;) un saludo

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    María
    el 25/3/19

    Una pelota de tenis de 30 g de masa se golpea con una raqueta, variando su velocidad de 15 m/s en un sentido, a 15 m/s en sentido contrario. Si el tiempo de contacto entre la raqueta y la pelota es de 0’01 s. 

    a) ¿Cuál es el impulso ejercido por la raqueta sobre la pelota?; b) ¿cuál es el momentum lineal de la pelota al chocar con la raqueta?; c) ¿cuál es el momentum lineal de la pelota después de chocar con la raqueta?

           Sol: a) I = 0’9 N·s; b) p = - 0’45 kg · m / s; c) p = 0’45 kg· m/s (N·s)

     

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    Raúl RC
    el 27/3/19

    María, no es cuestión de adjuntar 30 ejercicios en el foro para que te los resolvamos todos, la idea es que aportes algo mas que el enunciado, y por lo que veo, no lo has hecho en ningún ejercicio, lamento no poder ayudarte porque me da la sensación que no has mirado los vídeos de la web que tratan sobre temas que preguntas. Te recomiendo que acudas "a clase" primero y luego nos preguntes dudas muy concretas ;) un saludo

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    María
    el 25/3/19

    Una partícula de 5 kg describe una circunferencia vertical de radio 80 cm, con una velocidad constante de 12 m/s. Si está fijada en el centro de la circunferencia por un hilo, halla la tensión en el hilo, en los puntos más alto y más bajo de la circunferencia.   Sol: a) T = 850 N, b) T = 950 N

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    Raúl RC
    el 27/3/19

    María, no es cuestión de adjuntar 30 ejercicios en el foro para que te los resolvamos todos, la idea es que aportes algo mas que el enunciado, y por lo que veo, no lo has hecho en ningún ejercicio, lamento no poder ayudarte porque me da la sensación que no has mirado los vídeos de la web que tratan sobre temas que preguntas. Te recomiendo que acudas "a clase" primero y luego nos preguntes dudas muy concretas ;) un saludo

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    María
    el 25/3/19

    Desde lo alto de un plano inclinado 34º, se lanza hacia abajo un cuerpo de masa 4 kg, con una cierta velocidad inicial a lo largo del plano. Si llega a la base 5 s después de ser lanzado, con una velocidad de 216 km/h: a) ¿a qué velocidad se lanzó?; b) ¿cuál es la longitud del plano inclinado?  Sol: a) a = 32’05 m/s2; b) l = 230’13 m


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    Raúl RC
    el 27/3/19

    María, no es cuestión de adjuntar 30 ejercicios en el foro para que te los resolvamos todos, la idea es que aportes algo mas que el enunciado, y por lo que veo, no lo has hecho en ningún ejercicio, lamento no poder ayudarte porque me da la sensación que no has mirado los vídeos de la web que tratan sobre temas que preguntas. Te recomiendo que acudas "a clase" primero y luego nos preguntes dudas muy concretas ;) un saludo

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    María
    el 25/3/19

    Una bola de 500 g impacta contra un bloque de madera de 2 kg a una velocidad de 400 m/s, incrustándose en él. ¿Cuál es la velocidad con la que se mueven los dos cuerpos después del impacto?    Sol:  80 m / s.

     

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    Raúl RC
    el 27/3/19

    María, no es cuestión de adjuntar 30 ejercicios en el foro para que te los resolvamos todos, la idea es que aportes algo mas que el enunciado, y por lo que veo, no lo has hecho en ningún ejercicio, lamento no poder ayudarte porque me da la sensación que no has mirado los vídeos de la web que tratan sobre temas que preguntas. Te recomiendo que acudas "a clase" primero y luego nos preguntes dudas muy concretas ;) un saludo

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