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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Lorien Cortina
    el 3/4/19

    El radio de las ruedas delanteras de un tractor es de 50m, y el de las ruedas traseras de 0,80m. Cuando el tractor va a 72km/h 

    a) ¿Qué aceleración lineal lleva la periferia de las ruedas? ¿Cuál es su dirección y sentido? 

    b) ¿Cuáles son sus velocidades angulares?

     

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 3/4/19

    Por favor, verifica que esté todo correcto en tu enunciado porque, por ejemplo, el radio de las ruedas grandes del tractor tiene un valor demasiado alto.

    Tienes el valor de la rapidez del tractor:

    v = 72 Km/h = 72*1000/3600 = 20 m/s,

    y observa que este es el valor de las rapideces tangenciales de las ruedas,

    cuyas velocidades tangenciales en puntos opuestos a los puntos de contacto con el suelo tienen la dirección y el sentido del desplazamiento del tractor.

    a)

    Como la rapidez tangencial de las ruedas es constante, entonces tienes que su aceleración tangencial es nula.

    b)

    Para la rapidez angular de las ruedas grandes (indicamos con R a la medida de su radio):

    ωg = v/R = 20/R, y solo queda que reemplaces el valor del radio y hagas el cálculo.

    Para la rapidez angular de las ruedas pequeñas (indicamos con r a la medida de su radio):

    ωp = v/r = 20/0,8 = 25 rad/s.

    Espero haberte ayudado.

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    Lorien Cortina
    el 3/4/19

    Un coche que circula a una velocidad de 50km/h pasa por un semáforo en verde y cuatro segundos más tarde, otro coche B que está a 300m del semáforo, parte del reposo en sentido contrario y con aceleración de 6m/s2. Tomando como origen el semáforo, determina:

    a) El instante en el que se cruzan y la posición del punto de encuentro.

    b) La velocidad del coche B en el momento de encuentro

    c) Graficas: v-t, x-t y a-t




    Gracias de antemano

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 3/4/19

    Tienes un sistema de referencia con eje de posiciones OX en la posición del semáforo, y considera que su sentido positivo es hacia la posición inicial del coche B, con instante inicial: ti = 0 correspondiente al paso del primer coche por el semáforo.

    Luego, tienes los datos correspondientes al primer coche:

    v1 = 50 Km/h = 50*1000/3600 = 125/9 m/s (velocidad),

    x1i = 0 (posición inicial),

    t1i = 0 (instante inicial);

    luego, planteas la ecuación de posición de Movimiento Rectilíneo Uniforme, y queda:

    x1 = x1i + v1*(t-ti), reemplazas datos, cancelas el término nulo, y queda:

    x1 = (125/9)*t (1);

    luego, planteas la ecuación de velocidad, y queda:

    v1 = 125/9 m/s.

    Luego, tienes los datos correspondientes al coche B:

    aB = -6 m/s2 (aceleración),

    vBi = 0 (velocidad inicial),

    xBi = 300 m (posición inicial),

    tBi = 4 s (instante inicial);

    luego, planteas la ecuación de posición de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:

    xB = xBi + vB*(t-ti) + (1/2)*aB*(t-ti)2,

    reemplazas datos, cancelas el término nulo, resuelves el coeficiente en el último término, y queda:

    xB = 300 - 3*(t-4)2 (2),

    luego, planteas la ecuación de velocidad, y queda:

    vB = vBi + aB(t-ti), reemplazas datos, cancelas el término nulo, y queda:

    vB = -6*(t-4) (3).

    a)

    Planteas la condición de encuentro, y queda:

    x1 = xB, reemplazas las expresiones señaladas (1) (2), y queda:

    (125/9)*t = 300 - 3*(t-4)2, multiplicas por 9 en todos los términos, y queda:

    125*t = 2700 - 27*(t-4)2, desarrollas el binomio elevado al cuadrado, y queda:

    125*t = 2700 - 27*(t2-8t+16), distribuyes el último término, y queda:

    125*t = 2700 - 27*t2 + 216*t - 432, sumas 27*t2, restas 216*t, restas 2700 y sumas 432 en ambos miembros, y queda:

    27*t2 - 91*t - 2268 = 0, que es una ecuación polinómica cuadrática, cuyas soluciones son:

    1°)

    t = ( 91-√(253225) )/54 ≅ -7,634 s, que no tiene sentido para este problema;

    2°)

    t = ( 91+√(253225) )/54 ≅ 11,004 s, que es el instante de encuentro de los dos coches;

    luego, reemplazas este último valor remarcado en las ecuaciones de posición señaladas (1) (2), y en ambas queda:

    x = 152,833 m, que es la posición de encuentro.

    b)

    Reemplazas el valor del instante de encuentro en la ecuación señalada (3), resuelves, y queda:

    vB = -42,024 m/s, que es la velocidad del coche B en el instante de encuentro.

    c)

    Te dejo la tarea.

    Espero haberte ayudado.

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    Rodrigo
    el 2/4/19

    Una bala de 10g choca a 500m/s con una tabla de 10cm de espesor. Después  de atravesarla perpendicularmente, sale por la cara opuesta a una velocidad de 300m/s. Calcula la fuerza, supuesta constante, que opone la tabla a la penetración de la bala.

    Podéis ayudarme?


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    Merche Valeiras
    el 3/4/19

    F=Ec= 1/2 m* (Vf^2-Vi^2) 

    F= 1/2 0,01 kg * (300^2-500^2);

    F= -1600/2= -800N 

    Espero haberte ayudado.

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    Merche Valeiras
    el 4/4/19

    F*s=1/2*m* (Vi^2-Vf^2) Teorema de las fuerzas vivas.

    F*0,1m=1/2*0,01kg* (500^2 m/s - 300^2 m/s);

    F*0,1m= 800; F= 800/0,1= 8000 N .

    Ahora está bien!!😊

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    KaliI
    el 2/4/19

    Hola buenas tengo dudas sobre lo que tengo que hacer, gracias de antemano.


    En el apartado b haría que la velocidad y la aceleración sea nula.

    En el apartado c haría algo relacionado con una velocidad constante.

    No sé muy bien como proceder.


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 2/4/19

    Tienes la expresión de la función elongación de Movimiento Armónico Simple:

    x(t) = A*cos(ω*t+φ0) (1);

    luego, derivas con respecto al tiempo (observa que debes aplicar la Regla de la Cadena), y la expresión de la función velocidad queda:

    v(t) = -ω*A*sen(ω*t+φ0) (2);

    luego, derivas con respecto al tiempo (observa que debes aplicar la Regla de la Cadena), y la expresión de la función aceleración queda:

    a(t) = -ω2*A*cos(ω*t+φ0) (3).

    a)

    Tienes la condición para la posición del oscilador:

    x(t) = 0, sustituyes la expresión de la función posición señalada (1), y queda:

    A*cos(ω*t+φ0) = 0, divides en ambos miembros por A, y queda:

    cos(ω*t+φ0) = 0, compones en ambos miembros con la función inversa del coseno (observa que expresamos a las soluciones de esta ecuación trigonométrica en forma general), y queda:

    ω*t+φ0 = (k+1/2)*π, con k ∈ N, restas φ0 en ambos miembros, y queda:

    ω*t = (k+1/2)*π - φ0con k ∈ N, divides por ω en ambos miembros, y queda:

    t = ( (k+1/2)*π - φ0 )/ωcon k ∈ N.

    b)

    Tienes la condición para la velocidad del oscilador:

    v(t) = 0, sustituyes la expresión de la función velocidad señalada (2), y queda:

    -ω*A*sen(ω*t+φ0) = 0, divides en ambos miembros por -ω*A, y queda:

    sen(ω*t+φ0) = 0, compones en ambos miembros con la función inversa del seno (observa que expresamos a las soluciones de esta ecuación trigonométrica en forma general), y queda:

    ω*t+φ0 = m*π, con m ∈ N, restas φ0 en ambos miembros, y queda:

    ω*t = m*π - φ0con m ∈ N, divides por ω en ambos miembros, y queda:

    t = ( m*π - φ0 )/ωcon m ∈ N.

    c)

    Tienes la condición para la aceleración del oscilador:

    a(t) = 0, sustituyes la expresión de la función aceleración señalada (3), y queda:

    -ω2*A*cos(ω*t+φ0) = 0, divides en ambos miembros por -ω2*A, y queda:

    cos(ω*t+φ0) = 0, compones en ambos miembros con la función inversa del coseno (observa que expresamos a las soluciones de esta ecuación trigonométrica en forma general), y queda:

    ω*t+φ0 = (k+1/2)*π, con k ∈ N, restas φ0 en ambos miembros, y queda:

    ω*t = (k+1/2)*π - φ0con k ∈ N, divides por ω en ambos miembros, y queda:

    t = ( (k+1/2)*π - φ0 )/ωcon k ∈ N,

    y observa que los instantes correspondientes a aceleración nula también corresponden a posición nula del oscilador.

    Espero haberte ayudado.

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    Quiroga
    el 1/4/19

    Hola,¿ alguien me pude explicar esto? Gracias. 


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 1/4/19

    Recuerda las ecuaciones diferenciales:

    v(t) = dx/dt, a(t) = d2x/dt2 y a(t) = dv/dt;

    y recuerda también la ecuación correspondiente a la Segunda Ley de Newton:

    F(t) = M*a(t) (1).

    a)

    Tienes la expresión de la función posición:

    x(t) = 1, aquí derivas con respecto al tiempo, y queda:

    v(t) = 0, derivas con respecto al tiempo, y queda:

    a(t) = 0; luego, reemplazas este último valor y el valor de la masa en la ecuación señalada (1), y queda:

    F(t) = 1*0, de donde tienes: F(t) = 0.

    b)

    Tienes la expresión de la función posición:

    x(t) = 2t + 1, aquí derivas con respecto al tiempo, y queda:

    v(t) = 2, derivas con respecto al tiempo, y queda:

    a(t) = 0; luego, reemplazas este último valor y el valor de la masa en la ecuación señalada (1), y queda:

    F(t) = 1*0, de donde tienes: F(t) = 0.

    c)

    Tienes la expresión de la función posición:

    x(t) = -10t2+10, aquí derivas con respecto al tiempo, y queda:

    v(t) = -20t, derivas con respecto al tiempo, y queda:

    a(t) = -20; luego, reemplazas este último valor y el valor de la masa en la ecuación señalada (1), y queda:

    F(t) = 1*(-20), de donde tienes: F(t) = -20.

    d)

    Tienes la expresión de la función posición:

    x(t) = 2e-t+5, aquí derivas con respecto al tiempo, y queda:

    v(t) = -2e-t, derivas con respecto al tiempo, y queda:

    a(t) = 2e-t; luego, reemplazas esta última expresión y el valor de la masa en la ecuación señalada (1), y queda:

    F(t) = 1*2e-t, de donde tienes:

    F(t) = 2e-t (2);

    luego, restas 5 en ambos miembros de la ecuación de posición, y queda: x-5 = 2e-t,

    sustituyes la expresión del primer miembro en la ecuación señalada (2), y queda:

    F(x) = x-5;

    luego, multiplicas por -1 en ambos miembros de la ecuación de velocidad, y queda: -v(t) = 2e-t,

    sustituyes la expresión del primer miembro en la ecuación señalada (2), y queda:

    F(v) = -v.

    e)

    Tienes la expresión de la función posición:

    x(t) = 2*sen(π*t), aquí derivas con respecto al tiempo, y queda:

    v(t) = 2π*cos(π*t), derivas con respecto al tiempo, y queda:

    a(t) = -2π2*sen(π*t); luego, reemplazas esta última expresión y el valor de la masa en la ecuación señalada (1), y queda:

    F(t) = 1*( -2π2*sen(π*t) ), de donde tienes:

    F(t) = -2π2*sen(π*t) (3);

    luego, sustituyes la expresión del segundo miembro de la ecuación de posición en la expresión señalada (2), y queda:

    F(x) = -π2*x;

    luego, divides por (2π) en ambos miembros de la ecuación de velocidad, y queda: v(t)/(2π) = cos(π*t),

    aplicas la identidad del coseno en función del seno en el segundo miembro de esta última ecuación, y queda:

    v(t)/(2π) = √(1-sen2(π*t)), elevas al cuadrado en ambos miembros de esta ecuación, y queda:

    v(t)2/(4π2) = 1-sen2(π*t), de aquí despejas: sen2(π*t) = 1-v(t)2/(4π2), extraes raíz cuadrada en ambos miembros, y queda:

    sen(π*t) = √( 1-v(t)2/(4π2) ),sustituyes la expresión del primer miembro en la ecuación señalada (3), y queda:

    F(v) = -2π2*√( 1-v2/(4π2) ).

    Espero haberte ayudado.

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    Quiroga
    el 1/4/19

    Muchas gracias, hacia varios años que no hacia física. 

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    Adela
    el 1/4/19

    podrían ayudarme con este ejercicio?

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    Raúl RC
    el 1/4/19

    Sabiendo que la fuerza que actúa sobre esta carga es de tipo eléctrica:

    F=q·E=2·10-6·12=2,4·10-5N

    Teniendo en cuenta que a su vez, según la ley de Newton:

    F=m·a =>a=F/m=2,4·10-5/10-5=2,4 m/s2

    Finalmente aplicando cinemática:

    e=0.5·a·t2=0,5·2,4·0,52=0,3 m

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    Alexander Martín
    el 1/4/19
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    España Alexander Martín 0 0 0Alexander Martín
    hace 2 días, 15 horas

    Hola, tengo calculada la inercia desde su origen de un rectángulo inclinado de angulo 60. El problema está en que quiero calcular su inercia respecto de otro origen, por ejemplo IyG=3,4  IxG=70 (mm). Es decir, se trata de un rectángulo de base 40 y de h 1 (mm) su inclinación es de 60º su centro de geometría está a 3.46mm de Y (del centro de gravedad del conjunto que estoy calculando) y de X está a 70mm. La pregunta es, qué formula aplico a un rectángulo inclinado para saber su inercia respecto de los orígenes dados? Como bien os he dicho, respecto de sus orígenes sí conozco la fórmula pero no se cómo hacerlo respecto de los orígenes citados. 



    Muchísimas gracias!

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    Raúl RC
    el 1/4/19

    Lo siento pero no resolvemos dudas universitarias que no tengan que ver específicamente con los vídeos grabados por el profe, lo lamento :(

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    XIME
    el 31/3/19

    Alguien podría guiarme o ayudarme con este ejercicio??

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 31/3/19

    Considera un sistema de referencia con origen de coordenadas en el punto de ingreso de la gota al espacio entre las placas, con eje OX con dirección sobre la dirección de la velocidad de la gota, y con sentido positivo acorde al sentido de dicha velocidad, y con eje OY vertical, con sentido positivo hacia arriba.

    Luego, observa que sobre la gota está aplicada una fuerza electrostática, con dirección vertical y sentido positivo hacia arriba, y también está aplicado su peso, con dirección vertical y sentido hacia abajo; luego, planteas las expresiones de los módulos de estas dos fuerzas (consideramos: g = 10 m/s2), y queda:

    |Fe| = |q|*|E| = 1,5*10-3*1,4*106 = 2,1*103 N,

    |P| = M*|g| = 1,3*10-10*10 = 1,3*10-9 N;

    y observa que el módulo de la fuerza electrostática es muchísimo mayor que el módulo del peso, por lo que puedes considerar que la acción del peso es despreciable con respecto a la acción de la fuerza electrostática sobre la gota.

    Luego, planteas las ecuaciones de posición para la gota (observa que tienes velocidad inicial solamente en la dirección del eje OX, y aceleración solamente en la dirección del eje OY), y queda:

    x = v*t,

    y = (1/2)*a*t2,

    reemplazas valores (a = Fe/M ≅ 2,1*103/1,3*10-10  1,615 m/s2), resuelves el coeficiente en la segunda ecuación, y queda:

    x = 1,8*t,

    y 0,808*t2;

    luego, reemplazas el valor de la posición horizontal del extremos opuesto de las placas (x = L = 1,6 cm = 0,016 m), y queda:

    0,016 = 1,8*t, de aquí despejas: t ≅ 0,09 s (1) (instante de llegada de la gota al extremo opuesto de las placas),

    y = 0,808*t2;

    luego, reemplazas el valor señalado (1) en la segunda ecuación, resuelves, y queda:

    ≅ 6,384*10-5 m, que es el valor de la posición vertical de la gota en el extremo opuesto de las placas,

    y también tienes que este valor corresponde a la desviación vertical de la gota en ese instante.

    Espero haberte ayudado.

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    Merche Valeiras González
    el 31/3/19

    Tenemos una esfera de acero ( densidad= 3,2 kg/dm3) sumergida en agua (densidad=1g/cm3) Si el radio de la esfera es de 10 cm, indica: 

    A) masa de la esfera

    B) empuje de la esfera cuando está  totalmente sumergida en agua 

    C) ¿en qué sentido se mueve cuándo la dejamos libre y con qué aceleración?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 31/3/19

    Tienes el valor de la densidad de masa de la esfera: δe = 3,2 Kg/dm3 = 3200 Kg/m3.

    Tienes el valor de la densidad de masa del líquido: δa = 1 g/cm3 = 1000 Kg/m3.

    Tienes el valor del radio de la esfera: R = 10 cm = 0,01 m.

    a)

    Planteas la expresión de la masa de la esfera en función de su densidad y de su volumen, luego a éste en función del radio de la esfera, y queda:

    Meδe*Veδe*(4/3)π*R3 = 3200*(4/3)π*0,013 ≅ 0,013 Kg.

    b)

    Planteas la expresión del módulo del empuje del líquido en función de su densidad, del módulo de la aceleración gravitatoria terrestre (consideramos: g = 9,8 m/s2) y del volumen de la esfera, luego a éste en función del radio, y queda:

    E = δa*Ve*g = δa*(4/3)π*R3*g = 1000*(4/3)π*0,013*9,8 ≅ 0,041 N.

    c)

    Planteas la expresión del módulo del peso de la esfera en función de su densidad, del módulo de la aceleración gravitatoria terrestre, expresas al volumen en función del radio, y quda:

    Peδe*Ve*g = δa*(4/3)π*R3*g = 3200*(4/3)π*0,013*9,8 ≅ 0,131 N;

    luego, observa que sobre la esfera está aplicado su Peso, cuya dirección es vertical y su sentido es hacia abajo, y también está aplicado el Empuje, cuya dirección es vertical y su sentido es hacia arriba;

    y observa además que el módulo del peso es mayor que el módulo del empuje, por lo que tienes que la esfera se desplazará verticalmente con sentido hacia abajo;

    luego, planteas la Segunda Ley de Newton (consideramos un sistema de referencia con eje de posiciones OY vertical con sentido positivo hacia arriba), y queda la ecuación:

    E - P = M*a, sustituyes las expresiones de los módulos de las fuerzas y de la masa de la esfera, y queda:

    δa*Ve*g - δe*Ve*g = δe*Ve*a, divides en todos los términos por δe*Ve, y queda:

    δa*g/δe - g = a, extraes factor común, y queda:

    (δa/δe - 1)*g = a, reemplazas valores, y queda:

    (1000/3200 - 1)*9,8 = a, resuelves, y queda:

    -6,7375 m/s2 = a.

    Espero haberte ayudado.

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    Merche Valeiras
    el 31/3/19

    10 cm no son 0,1 m?

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 1/4/19

    Tienes razón. Disculpa el error.

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