Foro de preguntas y respuestas de Física

Haz una nueva pregunta * Para dejar preguntas en el foro debes ser usuario registrado. Regístrate o inicia sesión

  • icon

    Frank Way
    hace 3 semanas, 1 día

    me re sirvieron sus respuestas anteriores, los entendi mejor que como lo explica mi profesor, bien detallado paso a paso no me l olvido mas, mil gracias, me ayudarian con este ejercicio?momento de torción me cuesta cantidad

    replythumb_up0 voto/sflag
    icon

    Antonio Silvio Palmitano
    hace 3 semanas, 1 día

    a)

    Con el rodillo rodando sin deslizar sobre la superficie horizontal rugosa.

    Considera un sistema de referencia con eje OX paralelo a la superficie rugosa con sentido positivo acorde al desplazamiento del rodillo, y con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba.

    Luego, observa que sobre el rodillo están aplicadas cuatro fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones, sentidos y puntos de aplicación.

    Peso: P = M*g, vertical, hacia abajo, en el centro de masas del rodillo;

    Acción Normal de la superficie: N, vertical, hacia arriba, en el centro de masas del rodillo;

    Fuerza externa: F, horizontal con el sentido del semieje OX positivo, en el centro de masas del rodillo;

    Rozamiento estático de la superficie: fre, horizontal, con el sentido del semieje OX negativo, en los puntos de contacto del rodillo con la superficie rugosa (observa que estos puntos conforman un segmento paralelo al eje del rodillo, y recuerda que en las rodaduras sin deslizamiento esta fuerza es conservativa).

    Luego, aplicas la Segunda Ley de Newton para traslaciones, y tienes las ecuaciones:

    F - fre = M*a (1),

    N - P = 0, de aquí despejas: N = P = M*g.

    Luego, planteas los momentos de las fuerzas con respecto al eje del rodillo, observa que la única fuerza que produce momento es la fuerza de rozamiento estático, por lo que tienes la ecuación:

    τfre = I*α,

    aquí sustituyes la expresión del momento de la fuerza de rozamiento (τfre = R*fre), sustituyes la expresión del momento de inercia del cilindro con respecto a su eje de masas (I = (1/2)*M*R2), sustituyes la expresión de la aceleración angular en función de la aceleración lineal y del radio del rodillo (α = a/R), y queda:

    R*fre = (1/2)*M*R2*a/R,

    aquí divides por R en ambos miembros, simplificas en el segundo miembro, y queda:

    fre = (1/2)*M*a (2),

    que es la expresión del módulo de la fuerza de rozamiento estático;

    luego, sustituyes la expresión señalada (2) en la ecuación señalada (1), y queda:

    F - (1/2)*M*a = M*a, 

    aquí sumas (1/2)*M*a en ambos miembros, y queda:

    F = (3/2)*M*a,

    aquí multiplicas por 2, divides por 3 y divides por M en ambos miembros, y queda:

    2*F/(3*M) = a,

    que es la expresión del módulo de la aceleración lineal del rodillo en función de su masa y del módulo de la fuera externa aplicada;

    luego, sustituyes esta última expresión remarcada en la ecuación señalada (2), y queda:

    fre = (1/2)*M*( 2*F/(3*M) ), resuelves el coeficiente, simplificas, y queda:

    fre = (1/3)*F,

    que es el valor del módulo de la fuerza de rozamiento estático en función del módulo de la fuerza externa aplicada.

    b)

    Con el rodillo desplazándose sobre una superficie horizontal lisa.

    Observa que no tienes rozamiento alguno, por lo que tienes que el rodillo se traslada sin rodar, por lo que aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes el sistema de ecuaciones:

    F = M*a, de aquí despejas: F/M = a,

    N - P = 0, de aquí despejas: N = P = M*g.

    Espero haberte ayudado.

    thumb_up0 voto/sflag
  • icon

    Frank Way
    hace 3 semanas, 2 días

    disculpen me podrian ayudar con este ejercicio?muchas gracias y disculpen las molestias , solo me quedan estos dos ejercicios!

    replythumb_up0 voto/sflag
    icon

    Antonio Silvio Palmitano
    hace 3 semanas, 2 días

    Con los datos que tienes, puedes plantear las expresiones:

    I = (1/2)*M*R2 = (1/2)*100*0,52 = 12,5 Kg*m2 (momento de inercia de la rueda),

    ωi = 2π*50/60 = 5π/3 rad/s (rapidez angular de la rueda),

    ωf = 0 (rapidez final de la rueda),

    Δt = 6 s (intervalo de tiempo de frenado),

    N = 70 N (módulo de la fuerza radial aplicada),

    frd = μd*N = μd*70 (en N) (módulo de la fuerza de rozamiento tangencial aplicada)

    α = a determinar (aceleración angular de la rueda),

    a = R*α = 0,5*α (aceleración angular de la rueda).

    Luego, planteas la expresión de la aceleración angular de Movimiento Circular Uniformemente Variado, y queda:

    α = (ωfωi)/Δt = (0 - 5π/3)/6 = -5π/18 rad/s2.

    Luego, aplicas la Segunda Ley de Newton, en este caso para giros (observa que consideramos positivo al sentido de giro de la rueda, por lo que tienes que la fuerza de rozamiento produce un momento negativo), y queda:

    -R*frd = I*α, sustituyes expresiones, y queda:

    -0,5*μd*70 = 12,5*(-5π/18), resuelves operaciones entre números en ambos miembros, y queda:

    -35*μd  -10,908, divides por -35 en ambos miembros, y queda:

    μd  0,312.

    Espero haberte ayudado.

    thumb_up0 voto/sflag
  • icon

    Frank Way
    hace 3 semanas, 2 días

    Hola como estan?disculpen me ayudarian cn este problema? desde ya muchas gracias!

    replythumb_up0 voto/sflag
    icon

    Antonio Silvio Palmitano
    hace 3 semanas, 2 días

    Vamos con una orientación.

    Observa que sobre el bloque señalado (1) actúan cuatro fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos (observa que consideramos que este bloque asciende por el plano inclinado):

    Peso: P1 = M1*g = 25*9,8 = 245 N, vertical, hacia abajo,

    Acción normal del plano inclinado: N, perpendicular al plano inclinado, hacia arriba,

    Rozamiento dinámico del plano inclinado: frdμk*N = 0,2*N, paralela al plano inclinado, hacia abajo,

    Tensión del tramo de cuerda que sujeta al bloque: T1, paralela al plano inclinado, hacia arriba;

    luego, aplicas la Segunda Ley de Newton (consideramos un eje OX paralelo al plano inclinado con sentido positivo hacia arriba, y con eje OY perpendicular al plano inclinado con sentido positivo hacia arriba), y queda el sistema de ecuaciones:

    T1 - P1*sen(30°) - frd = M1*a,

    N - P1*cos(30°) = 0;

    luego, sustituyes expresiones, y queda:

    T1 - 245*sen(30°) - 0,2*N = 25*a,

    N - 25*cos(30°) = 0, de aquí despejas: N = 25*cos(30°) ≅ 21,651 N;

    luego, reemplazas este valor rearcado en la primera ecuación, resuelves su segundo y su tercer término, y queda:

    T1 - 122,5 - 4,330 = 25*a, aquí reduces términos numéricos, y luego despejas: 

    T1 ≅ 25*a + 126,83 (1).

    Observa que sobre el bloque señalado (2) actúan dos fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos (observa que consideramos que este bloque desciende):

    Peso: P2 = M2*g = 40*9,8 = 392 N, vertical, hacia abajo,

    Tensión del tramo de cuerda que sujeta al bloque: T2, vertical, hacia arriba;

    luego, aplicas la Segunda Ley de Newton (consideramos un eje OY vertical con sentido positivo hacia abajo), y queda el sistema de ecuaciones:

    T2 - P2 = M2*a;

    luego, sustituyes expresiones, y queda:

    T2 - 392 = 40*a; de aquí despejas:

    T2 = 40*a + 392 (2).

    Observa que sobre la polea están aplicadas las dos tensiones de los tramos de cuerda, y que de acuerdo a nuestra suposición, tienes que ésta gira con sentido horario, por lo que aplicas la Segunda Ley de Newton, en este caso para giros (consideramos que el eje de momentos de fuerza es el eje de la polea), y queda:

    R*(T2 - T1) = IP*α,

    expresas al módulo de la aceleración angular en función de la aceleración tangencial y del radio de la polea, y queda:

    R*(T2 - T1) = IP*a/R, 

    divides por R en ambos miembros, y queda:

    T2 - T1 = IP*a/R2

    reemplazas valores en el segundo miembro, y queda:

    T2 - T1 = 0,005*a/0,12

    resuelves el coeficiente en el segundo miembro, y queda:

    T2 - T1 = 0,5*a (3).

    Luego, queda que sustituyas las expresiones señaladas (2) (1) en la ecuación señalada (3), para luego resolverla.

    Espero haberte ayudado.

    thumb_up0 voto/sflag
  • icon

    JOSE ANTONIO GARCÍA CADENAS
    hace 3 semanas, 2 días

      En el apartado B,  cuando me dicen que frena con esa aceleración como debería de hacer o plantear ese apartado?

    replythumb_up0 voto/sflag
    icon

    Antonio Silvio Palmitano
    hace 3 semanas, 2 días

    b)

    Tienes el valor de la velocidad inicial en esta etapa:

    vi = 100 Km/h = 100*1000/3600 = 250/9 m/s.

    Tienes el valor del módulo de la desaceleración, por lo que la expresión de la aceleración queda:

    a = -3 m/s2.

    Tienes el valor de la velocidad final:

    v = 0.

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

    v = vi + a*t, aquí reemplazas valores, y queda:

    0 = 250/9 - 3*t, y de aquí despejas:

    t = 250/27 s ≅ 9,529 s.

    Espero haberte ayudado.

    thumb_up1 voto/sflag
  • icon

    Juan
    hace 3 semanas, 3 días

    Hola, no puedo resolver un problema del la prueba de acceso para mayores de 25 a la uni del año pasado, os dejo un link del examen.

    Es el 2º ejercicio, al estar en perpendicular y darme la longitud del cable me cambia todo. Gracias de antemano.

    https://www.unirioja.es/estudiantes/acceso_admision/PAU/Pau_mayores_25/Examenes/M25_examenes_2018/Fisica.pdf

    replythumb_up0 voto/sflag
    icon

    Francisco Javier
    hace 3 semanas, 2 días

    Fuerza ejercida en un conductor recto por acción de un campo magnetico uniforme: 

    F = I*(L x B)

    - Sección horizontal del conductor

    I = 1.8 A

    L = 3 cm μi  

    B = 1.2 T μk 

    L x B = (- 0.03*1.2) μj = - 0.036 μj 

    F1 = 1.8*(- 0.036 μj)

    F1 = - 0.0648 N μj 

    - Sección vertical del conductor:

    I = 1.8 A

    L = 4 cm μj 

    B = 1.2 T μk 

    L x B = (0.04*1.2) μi = 0.048 μi 

    F2 = 1.8*(0.048 μi)

    F2 = 0.0864 N μi 

    Finalmente la fuerza total que experimenta sera la suma de ambas fuerzas calculadas:

    FT = F1 + F2 = - 0.0648 N μj + 0.0864 N μi 

    FT = 0.0864 N μi - 0.0648 N μj


    thumb_up1 voto/sflag
    icon

    Juan
    hace 3 semanas, 2 días

    Muchas gracias! Que buena poner el vector el negrita, pero el µ que significa? Esto ya es curiosidad.

    thumb_up0 voto/sflag
    icon

    Francisco Javier
    hace 2 semanas, 6 días

    Son vectores unitarios. No hagas caso al "μ" . Puedes poner solo “i”, “j” o “k”. Yo lo pongo así por costumbre. 

    thumb_up0 voto/sflag
  • icon

    javier
    hace 3 semanas, 3 días

    Tengo esta duda, la entropia de 12 gramos de hielo a 0 grados y 1 atm es menor que la entropia de 12 gramos de agua a 0 grados y 1 atm? 

    Lo estaba pensando como que la entropia mide el desorden, pero no es una buena justificación, podrian ayudarme? 

    Muchas gracias

    replythumb_up0 voto/sflag
    icon

    Francisco Javier
    hace 3 semanas, 3 días

    Efectivamente. La entropía, como dices, mide el nivel de desorden o grado de organización que se da en un proceso. Entonces siempre que una sustancia cambie de estado como por ejemplo en la fusión del hielo (hielo a agua) o en la evaporación de agua (agua a vapor), se tendrá un aumento de entropía, siendo de mayor magnitud en el último estado de transformación.  

    thumb_up0 voto/sflag
    icon

    javier
    hace 3 semanas, 3 días

    Muchas gracias por su tiempo :D

    thumb_up0 voto/sflag
  • icon

    Jasson Grefa
    hace 3 semanas, 4 días

    la altura de un caballo por lo general se mide en palmos y no en pies. si 1 palmo es igual a 1/3 pie(exactamente)

    a)¿cual es la altura( en centímetros) de un caballo que mide 18.6 palmos?

    b) ¿cual es el volumen (en metros cúbicos) de una caja que mide 6*2.5*15 palmos?

    replythumb_up0 voto/sflag
    icon

    Francisco Javier
    hace 3 semanas, 3 días

    1 palmos = 1/3 ft 

    1 ft = 30.48 cm = 0.3048 m

    13 palmos3 = (1/3)3 ft3 

    13 ft3 = 0.30483 m3 

    a) 

    hcaballo = 18.6 palmos * [(1/3) ft/1 palmos] * [30.48 cm/1 ft] = 188.9760 cm

    hcaballo = 188.9760 cm

    b) 

    vcaja = 6*2.5*15 = 225 palmos3 

    vcaja = 225 palmos3 * [(1/3)3 ft3/13 palmos3] * [0.30483 m3/13 ft3] = 0.2360 m3 

    vcaja = 0.2360 m3 

    thumb_up1 voto/sflag
  • icon

    Juan Aquino
    hace 3 semanas, 4 días

    Hola buenos dias. Mee podrian ayudar explicandome como se hacen estos ejercicios? Soy profe de matematica quiro ayudar a un alumno 

    replythumb_up0 voto/sflag
    icon

    Francisco Javier
    hace 3 semanas, 3 días

    Te resuelvo tres escogidos al azar. Con eso te debería bastar para resolver los demás. Recuerda que no se trata de que dejes un montón de problemas para que te los resuelvan; debes también brindar tu aporte.

    2. 

    Ecuación de posición:

    x = xo + v*t

    Tomando referencia el lugar de partida (xo = 0). Dicho esto:

    x = v*t

    Reemplazando valores y despejando para "v" obtienes el resuelto: 

    400 = v*50

    v = 400/50

    v = 8 m/s

    thumb_up0 voto/sflag
    icon

    Francisco Javier
    hace 3 semanas, 3 días

    6. 

    El desplazamiento será la resta de la posición final y posición inicial:

    d = xf - xo = 27 - 1.2 = 25.8 km

    d = 25.8 km

    Y la velocidad será este desplazamiento entre el tiempo que demora en recorrerlo:

    v = d/t = 25.8/0.2 = 129 km/h   

    v = 129 km/h


    thumb_up0 voto/sflag
    icon

    Francisco Javier
    hace 3 semanas, 3 días

    8. 

    Tomamos como referencia el punto x = 0. 

    El desplazamiento será la resta de la posición final y posición inicial:

    d = xf - xo = 20 - (-2) = 22 m

    d = 22 m

    El tiempo que demora en desplazarse lo obtenemos aplicando la ecuación para un MRU resolviendo para "t":

    v = d/t

    3 = 22/t

    t = 22/3

    t = 7.3333 s

    La ecuación de posición viene dada por la expresión ya vista anteriormente: 

    x = xo + v*t

    Reemplazando valores tenemos que: 

    x = -2 + 3*t 

    La ecuación de velocidad se obtiene derivando esta última ecuación con respecto al tiempo: 

    v = d/dt [x] = d/dt [-2 +3*t] = 3

    v = 3

    Estas funciones las puedes obtener usando algún graficador. Ambas son sencillas. Te dejo una imagen con ambas para que tengas una idea. La función en rojo es la de posición (x vs t) y la azul es la de velocidad (v vs t). 


    thumb_up0 voto/sflag
  • icon

    David
    hace 3 semanas, 4 días


    replythumb_up0 voto/sflag
    icon

    Antonio Silvio Palmitano
    hace 3 semanas, 4 días

    Por favor, verifica o consulta con tus docentes por el enunciado de tu problema (observa que dice "... con una cuerda horizontal que forma un ángulo de 30° con la horizontal, ...", lo que constituye una contradicción.

    thumb_up0 voto/sflag
    icon

    David
    hace 3 semanas, 4 días

    Cuerda que forma 30 con la horizontal. Lo he considerado así.


    thumb_up0 voto/sflag
    icon

    Antonio Silvio Palmitano
    hace 3 semanas, 2 días

    Establece un sistema de referencia con eje OX paralelo al suelo, con dirección y sentido positivo acordes al desplazamiento del trineo, y con eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba (consideramos que el módulo de la aceleración gravitatoria terrestre es: g = 9,8 m/s2).

    a)

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

    Peso: P = M*g = 20*9,8 = 196 N, vertical, hacia abajo;

    Acción normal de la pista: N, vertical, hacia arriba;

    Fuerza externa: F = 50 N, inclinada 30° con respecto al semieje OX positivo;

    Rozamiento dinámico de la pista: frdμd*N = 0,1*N, horizontal, con el sentido del semieje OX negativo.

    b)

    Observa que el peso y la acción normal tienen direcciones perpendiculares a la dirección de desplazamiento del trineo, por lo que tienes que sus trabajos son iguales a cero:

    WP = P*Δx*cos(90°) = 196*50*0 = 0,

    WN = N*Δx*cos(-90°) = N*50*0 = 0.

    Planteas la expresión del trabajo realizado por la fuerza externa, y queda:

    WF = F*Δx*cos(30°) = 50*50*√(3)/2 = 1250*√(3) ≅ 2165,064 J.

    Planteas la expresión del trabajo realizado por la fuerza de rozamiento dinámico (observa que su sentido es opuesto al sentido del desplazamiento), y queda (observa que tienes el valor del módulo de la acción normal en el inciso d):

    Wfrd = frd*Δx*cos(180°) = μd*N*Δx*cos(180°) = 0,1*171*50*(-1) = -855 J.

    c)

    Observa que, de acuerdo con la Segunda Ley de Newton, tienes que la fuerza resultante tiene la dirección y el sentido positivo del semieje OX positivo, y su expresión es:

    FR = M*a;

    luego, planteas la expresión del trabajo de la fuerza resultante, y queda:

    WFR = FR*Δx*cos(0°) = M*a*Δx*cos(0°) ≅ 20*1,310*50*1  1310 J;

    y observa que este valor se corresponde con la suma del trabajo de la fuerza externa más el trabajo de la fuerza de rozamiento dinámico.

    d)

    Aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes el sistema de ecuaciones:

    F*cos(30°) - frd = M*a,

    N + F*sen(30°) - P = 0;

    sustituyes las expresiones de los módulos de las fuerzas y de la masa del trineo, y queda:

    50*cos(30°) - 0,1*N = 20*a,

    N + 50*sen(30°) - 196 = 0, de aquí despejas: N = 196 - 50*sen(30°) = 171 N;

    luego, reemplazas este último valor remarcado en la primera ecuación, resuelves el segundo término, y queda:

    50*cos(30°) - 17,1 = 20*a, y de aquí resuelves y despejas: ≅ 1,310 m/s2.

    Luego, planteas la ecuación velocidad-aceleración-desplazamiento de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (observa que tienes que el trineo parte desde el reposo), y queda:

    v2 - vi2 = 2*a*Δx, reemplazas valores, y queda:

    v2 - 02  2*1,310*50, cancelas el término nulo, resuelves el segundo miembro, y queda:

    v2 ≅ 131, extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros, y queda:

    ≅ 11,446 m/s.

    Luego, planteas la ecuación trabajo-energía mecánica (observa que la energía potencial gravitatoria permanece constante, por lo que solamente tienes energía cinética de traslación), y queda:

    ECTf - ECTi = WFR, sustituyes expresiones, y queda:

    (1/2)*M*v2 - (1/2)*M*vi2 = 1310, reemplazas valores en el primer miembro, y queda:

    (1/2)*20*v2 - (1/2)*20*02 = 1310, resuelves operaciones entre valores numéricos, y queda:

    10*v2 - 0 = 1310, cancelas el término nulo, divides por 10 en ambos miembros, y queda:

    v2 ≅ 131, extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros, y queda:

    ≅ 11,446 m/s.

    Espero haberte ayudado.

    thumb_up0 voto/sflag