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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Nahuel Catalan
    el 14/3/19
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    2:DINAMICA:

    Sobre un plano inclinado se encuentran apoyados tres cuerpos de masa m1=1kg, m2=5kg, m3=2kg respectivamente. El cuerpo 1 se encuentra apoyado sobre el cuerpo 2 y el cuerpo 3 se mantiene unido al cuerpo 2 a través de una cuerda de masa despreciable e inextensible. Solo existe rozamiento entre el cuerpo 2 y la superficie del plano inclinado (μe=0,2 μd=0,1).

    1. Realizar los diagramas de cuerpo libre para cada cuerpo, indicando los pares de accion y reaccion.
    2. Escribir las ecuaciones de newton para cada cuerpo.
    3. Calcular el angulo que puede alcanzar el plano inclinado antes de que comienze a moverse el sistema.
    4. Calcular la tension de la cuerda y la fuerza de interaccion entre el bloque 1 y 2.
    5. Si ahora se duplica el angulo del plano inclinado, calcular la aceleracion del sistema.
    6. Calcular la tención, ¿puede utilizar el valor del inciso anterior o la tensión cambia?

    Ayuda: tan(θ)=sen(θ)/cos(θ)


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    Raúl RC
    el 20/3/19

    Se trata de que veas los vídeos del profe y preguntes dudas concretas, muy concretas y que aportes algo mas que el enunciado, si no todo lo que hayas podido hacer por tu cuenta, esté bien o mal, así podremos ayudarte mejor viendo en que fallas, recuerda que el trabajo duro ha de ser el tuyo, ánimo!

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    Marest
    el 13/3/19

    Dejamos caer una caja de de 4 kg de masa desde una altura de 2,5 m.

         a) Si cayera desde esa altura sin perder energía mecánica durante el descenso, ¿a qué velocidad llegaría al suelo?

         b) Calcula la energía mecánica que ha perdido la caja si llega al suelo con una velocidad de 5 m/s. ¿En qué se ha transformado la energía mecánica perdida?


         He hecho el apartado a) y me ha dado que la caja llegará al suelo con una velocidad de 7 m/s. Pero no se como hacer el apartado b)

         Muchísimas gracias.


    Este mismo problema lo plantee hace 22 horas y 51 minuto. No he obtenido respuesta, por eso lo he vuelto a enviar.

    Por favor me pueden ayudar? Muchísimas gracias.

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    Antonio
    el 14/3/19

    Hola. El apartado a) da 7 m/s, efectivamente.

    En cuanto al apartado b): la energía mecánica es la suma de la energía potencial y la energía cinética. La energía potencial cuando la caja llega al suelo es 0, debido a que la altura sobre el suelo también es 0, por lo que la única energía mecánica que hay es cinética. Por tanto, hay que aplicar la fórmula de la energía cinética: Ec = (1/2)mv2.

    Primero se aplica suponiendo que no pierde energía mecánica (v = 7 m/s): Ec = (1/2) · 4 kg · (7 m/s)2 → Ec = 98 J

    Y después se calcula en el caso de que se pierda energía mecánica (v = 5 m/s): Ec = (1/2) · 4 kg · (5 m/s)2 → Ec = 50 J

    Ya teniendo esos dos datos, se restan y tienes que se ha perdido 48 J de energía mecánica que se ha transformado en calor.

    Espero que te ayude, un saludo.

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    Mohamed Hafid
    el 13/3/19

    ) Para realizar microsoldaduras en la retina se utiliza un láser de argon que emite pulsos de radiación monocromática de frecuencia 𝑓 = 6,15 ∙ 1014 Hz.

    Cada pulso contiene 0.1 Julios de energía.

    Determine la longitud de onda en el vacío, λ0, de dicha radiación y el número de fotones que contiene cada uno de los pulsos. 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 14/3/19

    Planteas la expresión de la energía individual de un fotón en función de la frecuencia (expresamos con h a la constante de Planck), y queda:

    Ei = h*f, reemplazas valores, y queda:

    Ei  (6,626*10-34 J*s) * (6,15*1014 Hz) 40,750*10-20 J;

    luego, planteas la expresión de la energía contenida en un pulso en función del número de fotones y de la energía individual de un fotón, y queda:

    N*Ei = Ep, de aquí despejas:

    N = Ep/Ei, reemplazas valores, y queda:

    N (0,1 J)/(40,750*10-20 J) ≅ 0,002454*1020 ≅ 2,454*1017.

    Espero haberte ayudado.

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    Jose Armada
    el 13/3/19

    Buenas tardes, tengo un problema sobre este circuito:

    Conectamos a 230 V, 60 bombillas iguales tal y como ves en la figura, de manera que en cada línea hay 20 en serie y que hay tres líneas en paralelo.

    Sólo hay 20 conectadas a la vez. Se van alternando. Los primeros dos segundos se conectan sólo una fila de bombillas, los siguientes dos segundos la siguiente fila y así sucesivamente. Tal y como está funcionando la potencia es de 360 W. Determina:

    a) La intensidad de cada fila de bombillas y la resistencia de una de las bombillas.

    b) La potencia de cada bombilla.

    c) El valor del trabajo consumido por el conjunto en tres horas de funcionamiento y el coste económico si el KW · h cuesta 0,1911 €.

    d) Si conectáramos este montaje a 110 V, qué potencia consumiría?

    Podeis ayudarme?

    Gracias

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 13/3/19

    Llamamos R a la resistencia de cada una de las bombillas.

    Observa que la resistencia equivalente de una fila de bombillas es:

    Rf = 20*R, y de aquí despejas R = Rf/20 (1).

    Luego, observa que en todo instante tienes conectada una sola fila de bombillas, por lo que tienes:

    Pot = V2/Rf, y de aquí despejas:

    Rf = V2/Pot = 2302/360 ≅ 146,944 Ω;

    luego, reemplazas este valor en la ecuación señalada (1), resuelves, y queda: ≅ 7,347 Ω;

    luego, planteas la expresión de la intensidad de corriente en función de la tensión y de la resistencia equivalente a una fila de bombillas, y queda:

    If = V/Rf, reemplazas valores, resuelves, y queda: If  230/146,944 ≅ 1,565 A.

    Luego, planteas la expresión de la potencia disipada en una bombilla en función de su resistencia y de la intensidad de corriente que circula por ella, y queda:

    PotR = If2*R, reemplazas valores, resuelves, y queda: PotR  1,5652*7,347 ≅ 17,994 W.

    Luego, planteas la expresión de la energía entregada en una hora (recuerda: 1 h = 3600 s), y queda:

    Eh = Pot*t, reemplazas valores, resuelves, y queda: Eh = 360*3600 = 1296000 J;

    luego, tienes para el intervalo de tiempo indicado (Δt = 3 h): E = 3*Eh = 3888000;

    luego, expresas este valor en KW*h (recuerda: 1 KW*h = 1000*3600 = 3600000 J), y queda:

    E = 3888000/3600000 = 1,08 KW*h;

    luego, planteas la expresión del costo total de la energía consumida en función de su precio, y queda:

    CE = 0,1911*1,08 = 0,206388 .

    Luego, planteas la expresión de la potencia en función de la nueva tensión y de la resistencia equivalente a una fila de bombillas, y queda:

    Pot1 = V12/Rf, reemplazas valores, resuelves, y queda: Pot1  1102/146,944 ≅ 82,316 W.

    Espero haberte ayudado.

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    Nahuel Catalan
    el 13/3/19

    Tengo un par (2) de problemas de fisica de la universidad que necesito resolver para aclarar unas dudas y los problemas son los siguientes

    1:CINEMATICA:

    En el suelo de un depósito se encuentra detenida un a plataforma vertical utilizada para transportar carga. En un instante dado, comienza a ascender con una aceleración constante. En ese mismo instante, desde el soporte que la sujeta al techo del edificio y que se encuentra a 50 mtrs de altura, se desprende un tornillo que cae sobre la plataforma. Se sabe que la plataforma llevaba una velocidad de 1 m/s cuando el tornillo la impacta 

    1. Realizar un diagrama detallando el problema considerado y el sistema de referencia utilizado
    2. Plantear las ecuaciones de movimiento para el tornillo y la plataforma
    3. Desde que la plataforma se pone en movimiento, ¿cuanto tiempo transcurre hasta que el tornillo impacta?
    4. ¿A que altura ocurre el impacto?
    5. ¿Cual es la velocidad del tornillo en ese instante?
    6. ¿Cual es la aceleracion de la plataforma?
    7. Realice los graficos de posicion, velocidad y aceleracion en funcion del tiempo para el tornillo y la plataforma. En particular utilice un mismo grafico para describir la posicion de ambos objetos e indique en el mismo el instante de encuentro.

                                                                              

    2:DINAMICA:

    Sobre un plano inclinado se encuentran apoyados tres cuerpos de masa m1=1kg, m2=5kg, m3=2kg respectivamente. El cuerpo 1 se encuentra apoyado sobre el cuerpo 2 y el cuerpo 3 se mantiene unido al cuerpo 2 a través de una cuerda de masa despreciable e inextensible. Solo existe rozamiento entre el cuerpo 2 y la superficie del plano inclinado (μe=0,2 μd=0,1).

    1. Realizar los diagramas de cuerpo libre para cada cuerpo, indicando los pares de accion y reaccion.
    2. Escribir las ecuaciones de newton para cada cuerpo.
    3. Calcular el angulo que puede alcanzar el plano inclinado antes de que comienze a moverse el sistema.
    4. Calcular la tension de la cuerda y la fuerza de interaccion entre el bloque 1 y 2.
    5. Si ahora se duplica el angulo del plano inclinado, calcular la aceleracion del sistema.
    6. Calcular la tención, ¿puede utilizar el valor del inciso anterior o la tensión cambia?

    Ayuda: tan(θ)=sen(θ)/cos(θ)


    Desde ya muchas gracias  ππℚℚ

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 13/3/19

    1)

    Vamos con una orientación.

    Establece un sistema de referencia con eje OY vertical, con sentido positivo hacia arriba, con origen de coordenadas al nivel del fondo del depósito, con instante inicial: ti = 0 correspondiente al inicio de los desplazamientos de la plataforma y del tornillo..

    Luego, planteas las ecuaciones de posición y de velocidad para la plataforma (yi = 0, vi = 0, a = -g) y para el tornillo (yi = 50 m, vi = 0, a = -g), cancelas términos nulos, y queda:

    yp = (1/2)*ap*t2,

    vp = ap*t,

    yt = 50 - (1/2)*g*t2,

    vt = -g*t.

    Luego, sustituyes las expresiones correspondientes al instante de impacto (vp = 1 m/s, t = a determinar), y el sistema de ecuaciones queda:

    yp = (1/2)*ap*t2 (1),

    1 = ap*t, de aquí despejas: ap = 1/t (2),

    yt = 50 - (1/2)*g*t2 (3),

    vt = -g*t (4);

    luego, planteas la condición de impacto (yp = yt) igualando las expresiones señaladas (1) (3), sustituyes la expresión señalada (2) en esta nueva ecuación, mantienes la ecuación señalada (4), y queda:

    (1/2)*t = 50 - (1/2)*g*t2,

    vt = -g*t,

    y solo queda que resuelvas este sistema, cuyas incógnitas son: t (instante de impacto) y vt (velocidad del tornillo justo antes del impacto), para luego reemplazar los valores hallados en las ecuaciones señaladas (1) (2), para determinar la posición de impacto (yp = yt), y la aceleración de la plataforma (ap).

    Espero haberte ayudado.

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    Nahuel Catalan
    el 13/3/19

    Muchisimas gracias yo tenia en mente el sistema de ecuaciones pero no supe razonarlo de esa manera me ayudaste muchisimo.


    Muchas gracias

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    Nahuel Catalan
    el 13/3/19

    Si tenes tiempo de ayudarme con el problema 2 me harias un gran favor...

    Desde ya muchas gracias

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    Marest
    el 12/3/19

    Necesito ayuda con el siguiente problema de 2º ESO.

       Dejamos caer una caja de de 4 kg de masa desde una altura de 2,5 m.

         a) Si cayera desde esa altura sin perder energía mecánica durante el descenso, ¿a qué velocidad llegaría al suelo?

         b) Calcula la energía mecánica que ha perdido la caja si llega al suelo con una velocidad de 5 m/s. ¿En qué se ha transformado la energía mecánica perdida?


         He hecho el apartado a) y me ha dado que la caja llegará al suelo con una velocidad de 7 m/s. Pero no se como hacer el apartado b)

         Muchísimas gracias.

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    Raúl RC
    el 20/3/19

    b) Si pierde energia significa que no se cumple el principio de conservacion de la energía, con lo cual:

    Ep1=Ec2 + Erozamientos

    mgh=0,5mv2+Erozmaientos

    Eroz=98-50=48 J

    La energía se ha disipiado debido a los rozamientos con el aire, normalmente se disipa en forma de calor

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    Marest
    el 12/3/19

    Me pueden ayudar con el siguiente problema de 2º ESO. Gracias de antemano.

    Calcula la energía potencial gravitatoria de un cuerpo de 8 kg de masa cuando está situado a 1,5 m de altura con respecto al suelo.

        a) si lo dejamos caer desde esa altura y la fricción con el aire es nula, ¿Qué valor tendrá su energía cinética cuando esté a punto de chocar contra el suelo?

        b) ¿qué velocidad tendrá en ese instante?.

    Mi respuesta: he hallado la energía potencial que es de 117,6 J, pero el apartado a y b no se como hacerlo (no se si faltan datos)


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/3/19

    Establece un sistema de referencias con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba y con origen de coordenadas a nivel del suelo.

    Observa que en el instante inicial tienes que el cuerpo se encuentra en reposo, por lo que tienes los datos:

    yi = 1,5 m, 

    vi = 0;

    luego, planteas la expresión de la energía mecánica inicial del cuerpo (observa que es solo potencial gravitatoria, ya que el cuerpo de encuentra en reposo), y queda:

    EMi = M*g*yi = 8*9,8*1,5 = 117,6 J (1).

    Observa que en el instante final tienes que el cuerpo se encuentra en movimiento y prácticamente a nivel del suelo, por lo que tienes los datos:

    yf = 0, 

    vf = a determinar;

    luego, planteas la expresión de la energía mecánica final del cuerpo (observa que es solo cinética de traslación, ya que el cuerpo de encuentra prácticamente a nivel del suelo), y queda:

    EMf = (1/2)*M*yf2 = (1/2)*8*yf2 = 4*yf2 (2) (en Joules).

    Luego, planteas conservación de la energía, y queda la ecuación:

    EMf = EMi, sustituyes la expresión señalada (2), reemplazas el valor señalado (1), y queda:

    4*yf2 = 117,6, divides por 4 en ambos miembros, y queda:

    yf2 = 29,4 (3), extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros, y queda:

    vf≅ 5,422 m/s, que es el módulo de la velocidad del cuerpo cuando está a punto de tocar el suelo. 

    Luego, planteas la expresión de la energía cinética final del cuerpo, y queda:

    ECf = (1/2)*M*vf2, reemplazas el valor de la masa del cuerpo, reemplazas el valor señalado (3), y queda:

    ECf = (1/2)*8*29,4, resuelves, y queda:

    ECf = 117,6 J, que es un valor consistente con nuestro plantea, ya que al conservarse la energía tienes que la energía mecánica inicial (solo potencial gravitatoria) es igual a la energía mecánica final (solo cinética de traslación).

    Espero haberte ayudado.

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    Andrea
    el 12/3/19

    Necesito ayuda con este ejercicio.

    Una pesa de 1 kg de masa se deja caer, golpea a un clavo y lo introduce 2cm sobre una superficie de madera.Si la fuerza de resistencia que opone la madera es de 150 N. calcula la altura desde la que se dejó caer la pesa.


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/3/19

    Plantea un sistema de referencia con eje OY vertical, con sentido positivo hacia arriba, y con origen de coordenadas al nivel de la superficie de madera.

    Considera que el clavo tiene longitud mucho menor que la altura inicial de la pesa, por lo que puedes considerar que su centro de masas se encuentra al nivel de la superficie de madera, y considera además que la masa del clavo es muy pequeña (por lo tanto, despreciable) frente a la masa de la pesa.

    Luego, considera el instante inicial, cuando la pesa comienza su caída, por lo que ella y el clavo están en reposo, por lo que tienes los datos:

    yPi = a determinar, vPi = 0,

    yCi = 0, vCi = 0;

    luego, observa que la energía mecánica inicial total del sistema es igual a la energía potencial inicial de la pesa, por lo que puedes plantear la ecuación:

    EMi = EPPi, sustituyes la expresión de la energía potencial en el segundo miembro, y queda:

    EMi = MP*g*yPi (1).

    Luego, considera el instante final, cuando la pesa se encuentra sobre la superficie de madera y en reposo, mientras que el clavo está en reposo y su centro de masas se ha desplazado dos centímetros hacia abajo:

    yPf = 0, vPi = 0,

    yCi = -2 cm = -0,02 m, vCi = 0;

    luego, observa que la energía mecánica final total del sistema es igual a la energía potencial final del clavo, por lo que puedes plantear la ecuación:

    EMf = EPCf, sustituyes la expresión de la energía potencial en el segundo miembro, y queda:

    EMf = MC*g*yCf (2).

    Luego, plantea la expresión del trabajo de la fuerza de rozamiento promedio durante el desplazamiento del clavo hacia abajo (observa que la fuerza de rozamiento tiene sentido opuesto al desplazamiento), y tienes la ecuación:

    Wfr = -fr*|yCf - 0| = -fr*|yCf| (3).

    Luego, planteas la ecuación trabajo-energía, y queda:

    EMf - EMi = Wfr, sustituyes las expresiones señaladas (2) (1) (3), y queda:

    MC*g*yCf - MP*g*yPi = -fr*|yCf|, restas MC*g*yCf en ambos miembros, y queda:

    -MP*g*yPi = -fr*|yCf| - MC*g*yCf, divides por -MP*g en todos los términos, y queda:

    yPi = fr*|yCf|/(MP*g) + MC*yCf/MP, agrupas expresiones en el último término, y queda:

    yPi  fr*|yCf|/(MP*g) + (MC/MP)*|yCf|,

    observa que el primer factor del último término es prácticamente igual a cero (recuerda que consideramos que la masa del clavo es mucho menor que la masa de la pesa, o sea: MC/MP ≅ 0), por lo que cancelas el último término, y queda:

    yPi  fr*|yCf|/(MP*g),

    que es la expresión de la posición inicial de la pesa en función del módulo de la fuerza de rozamiento promedio que se ejercen mutuamente la madera y el clavo (fr = 150 N), del valor absoluto de la posición final del centro de masas del clavo (x = |-0,02| = 0,02 m), de la masa de la pesa (MP = 1 Kg), y del módulo de la aceleración gravitatoria terrestre (g = 9,8 m/s2); luego, reemplazas datos, y queda:

    yPi  150*0,02/(/(1*9,8) ≅ 3/9,8 ≅ 0,306 m ≅ 30,6 cm.

    Espero haberte ayudado.

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    carmela
    el 11/3/19

    Hola, como puedo hallar el periodo en este problema. Mil gracias 

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    Ramón
    el 12/3/19

    El periodo, T, es el tiempo que necesita para volver a la posición inicial, esto es el tiempo que tarda en hacer una oscilación completa. Si suponemos que es un Movimiento Oscilatorio Armonico.

    Te explico brevemente:

    Si desde la posición extrema de la derecha A, hasta la posición central 0, o punto de equilibrio, ha tardado 0,5s. Tardará otros 0,5 s en ir desde el punto de equilibrio hasta al extremo de la izquierda; otros 0,5 en volver del extremo de la izquierda a la posición de equilibrio; y otros 0,5 en volver al extremo de la derecha dede la posición de equilibrio.

    En total 2s en volver a su posición de partida.

    X=A·sen(ωt+φ0)

    Sabiendo que ω, frecuencia angular esta dada por la formula: ω=2π·f

    Y que la frecuencia (a secas) f=1/T --> f =1/2 =0,5 Hz

    ω=2π·0,5=π rad/s --> X=A·sen(π·t+φ0)

    Si nos han dicho que la amplitud del movimiento, A es de 0,08m:

     X=0,08·sen(π·t+φ0)


    Solo faltará calcular el desfase φ0  , que depende de su posición inicial. Para ello sustituiremos los valores de X=0,04 m para t=0

    0,04=0,08·sen(π·0+φ0 --> 0,04=0,08·sen(φ0 --> 0,04/0,08=sen(φ0 --> 1/2=sen(φ0 --> φ0 =sen-1(1/2) --> φ0 =π/6 (30º)

    Y nos quedará finalmente: X=0,08·sen(π·t+π/6)


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    carmela
    el 12/3/19

    Pedazo de explicación. Mil gracias

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    WillProyects
    el 11/3/19

    Sí un campo eléctrico me da negativo, a la hora de sacar su vector se tiene en cuenta ese signo negativo?? En la foto cuál estaría bien teniendo en cuenta la dirección del vector?? El 1 o el 2???

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 12/3/19

    Por favor, envía el enunciado completo del problema para que podamos ayudarte.

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