Foro de preguntas y respuestas de Física

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    mery
    el 20/12/18

    hola, tengo dudas sobre este ejercicio de movimiento armónico simple, ya que creo que le faltan datos. he intentado de resolverlo pero no me sale, si alguien podría resolverlo me seria de gran ayuda, gracias.

    Un cuerpo de 92 g de masa está enganchado a un muelle y experimenta un movimiento armónico simple, por lo que en el instante inicial elongación es la sexta parte de la amplitud, mientras que la velocidad y la aceleración son, respectivamente, -0,38 m / s y 5,42 m / s2 a) Escribir las ecuaciones del movimiento, de la velocidad y de la aceleración.

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 21/12/18

    Puedes comenzar por plantear las expresiones de la elongación, la velocidad y la aceleración del oscilador en función del tiempo:

    x(t) = A*cos(ω*t+φ) (1),

    v(t) = -ω*A*sen(ω*t+φ) (2),

    a(t) = -ω2*A*cos(ω*t+φ) (3).

    Luego, tienes los datos iniciales (recuerda que la aceleración siempre tiene sentido opuesto a la elongación):

    x(0) = -(1/6)*A,

    v(0) = -0,38 m/s,

    a(0) = 5,42 m/s2;

    luego, sustituyes las expresiones señaladas (1) (2) (3) evaluadas en los primeros miembros, cancelas términos nulos en los argumentos de las expresiones trigonométricas, y queda:

    A*cos(φ) = -(1/6)*A (1*),

    -ω*A*sen(φ) = -0,38 (2*),

    -ω2*A*cos(φ) = 5,42 (3*);

    luego, divides por A en ambos miembros de la ecuación señalada (1*), y queda:

    cos(φ) = -1/6, aquí compones en ambos miembros con la función inversa del coseno, y queda:

    φ 1,738 rad, que es el valor de la fase inicial;

    luego, sustituyes el valor remarcado en las ecuaciones señaladas (2*) (3*), resuelves los valores de las expresiones trigonométricas, y queda:

    -ω*A*0,986 ≅ -0,38, aquí divides por -0,986 en ambos miembros, y queda: ω*A ≅ 0,385 m/s (4),

    -ω2*A*(-1/6) = 5,42, resuelves signos, multiplicas por 6 en ambos miembros, y queda: ω2*A ≅ 32,52 m/s2 (5);

    luego, divides miembro a miembro la ecuación señalada (5) entre la ecuación señalada (4), resuelves el segundo miembro, y queda:

    ω ≅ 84,468 rad/s, que es el valor de la pulsación;

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

    84,468*A ≅ 0,385, aquí divides por 84,468 en ambos miembros, y queda: 

    ≅ 0,005 m, que es el valor de la amplitud de elongación.

    Luego, reemplazas los valores remarcados en las ecuaciones señaladas (1) (2) (3), resuelves coeficientes, y queda:

    x(t) = 0,005*cos(84,468*t+1,738), que es la expresión de la función elongación,

    v(t) = -0,422*sen(84,468*t+1,738), que es la expresión de la función velocidad,

    a(t) = 35,674*cos(84,468*t+1,738), que es la expresión de la función aceleración;

    y observa que por las aproximaciones que hemos realizado tienes discrepancias menores cuando evalúas estas expresiones para el instante inicial t = 0, con respecto a los valores iniciales que tienes en tu enunciado.

    Espero haberte ayudado.

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    Rocio Redero Conde
    el 20/12/18

    Por favor me podéis ayudar con este ejercicio de campos:

    Si tenemos una carga puntual que entra en una región R con un velocidad de 120ms∧-1 a lo largo del eje Z. En esa región hay un campo magnético de 0,25T a lo largo del eje X y un campo eléctrico desconocido.

    Determinar dicho campo para que la carga tenga en R un movimiento rectilíneo uniforme.


    Muchas gracias.

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    Jerónimo
    el 20/12/18

    Para que el movimiento sea uniforme     v=cte   a=0      ∑F=0   Fmagnética=Feléctrica

    Fmagnética= q(vxB)=qvBsen90º=qvB . El vector velocidad (OZ)  forma con el vector campo magnético B (OX) un ángulo de 90º y produce siguiendo la regla del sacacorchos (de v a B) una fuerza magnética perpendicular a ambos vectores y con sentido positivo del eje y . Para equilibrar esa fuerza, hay que aplicar una F eléctrica con dirección OY y sentido negativo     (suponemos que la q puntual es de signo positivo).

    qvB=qE            E=vB=120 x0,25=30 N/C 

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    carmela
    el 20/12/18

    Porfa. Alguien me dice como se llega a esta fórmula?

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    Jerónimo
    el 20/12/18

    an=v²/R           v=wR              w=2π/T            v²=w²R²=4π²R²/T²

    an=4π²R/T²     T=4π²R/an

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    V. Rod.
    el 20/12/18

    HOLA...ayudenme con este problema please


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    Antonio Silvio Palmitano
    el 20/12/18

    Vamos con una orientación.

    Considera un sistema de referencia con eje OX paralelo al plano inclinado con sentido positivo hacia arriba, con eje OY perpendicular al plano inclinado con sentido positivo hacia arriba, con origen de coordenadas en el pie del plano inclinado, y con instante inicial: ti= 0 correspondiente al inicio del ascenso del cuerpo.

    Luego, observa que sobre el cuerpo actúan tres fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:

    Peso: P = M*g, vertical hacia abajo;

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

    Rozamiento dinámico: fr = μ*N, paralela al plano y opuesto al desplazamiento del cuerpo.

    Luego, tienes dos etapas (ascenso y descenso), para las que aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes:

    1)

    Ascenso:

    -M*g*cos(45°) - μ*N = M*a1,

    N - M*g*cos(45°) = 0, aquí despejas: N = M*g*cos(45°);

    luego, sustituyes en la primera ecuación, y queda:

    -M*g*cos(45°) - μ*M*g*cos(45°) = M*a1, divides por M en todos los términos, y queda:

    -g*cos(45°) - μ*g*cos(45°) = a1, reemplazas los valores de las razones trigonométricas, y queda:

    -g*( 1/√(2) ) - μ*g*( 1/√(2) ) = a1, extraes factores comunes, y queda

    -( 1/√(2) )*g*(1 + μ) = a1 (1),

    que es la expresión de la aceleración del cuerpo en la etapa de ascenso;

    luego, planteas las ecuaciones tiempo-posición y tiempo-velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (observa que la posición inicial es: xi = 0, y que indicamos con L a la distancia recorrida), y queda:

    x = vi*t + (1/2)*a1*t2,

    v = vi + a1*t;

    luego, sustituyes los datos finales para esta etapa (x = L, v = 0), y queda:

    L = vi*t1 + (1/2)*a1*t12 (2),

    0 = vi + a1*t1 (3).

    2)

    Descenso (consideramos instante inicial ti = 0 cuando el cuerpo comienza a descender, y presta atención al sentido de la fuerza de rozamiento):

    -M*g*cos(45°) + μ*N = M*a2,

    N - M*g*cos(45°) = 0, aquí despejas: N = M*g*cos(45°);

    luego, sustituyes en la primera ecuación, y queda:

    -M*g*cos(45°) + μ*M*g*cos(45°) = M*a2, divides por M en todos los términos, y queda:

    -g*cos(45°) + μ*g*cos(45°) = a2, reemplazas los valores de las razones trigonométricas, y queda:

    -g*( 1/√(2) ) + μ*g*( 1/√(2) ) = a2, extraes factores comunes, y queda

    -( 1/√(2) )*g*(1 - μ) = a2 (4),

    que es la expresión de la aceleración del cuerpo en la etapa de descenso;

    luego, planteas las ecuaciones tiempo-posición y tiempo-velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (observa que la posición inicial es: xi = L, y que la velocidad inicial es: vi = 0), y queda:

    x = L + (1/2)*a2*t2,

    v = a2*t;

    luego, sustituyes los datos finales para esta etapa (x = 0, v = vf a determinar), y queda:

    0 = L + (1/2)*a2*t22 (5),

    vf = vi + a2*t2 (6).

    Luego, tienes la relación entre los intervalos de ascenso y de descenso en tu enunciado, por lo que puedes plantear la ecuación:

    t2 = 2*t1 (7).

    Luego, sustituyes la expresión señalada (7) en las ecuaciones señaladas (5) (6), resuelves términos, y queda:

    0 = L + 2*a2*t12 (5*),

    vf = vi + 2*a2*t1 (6*).

    Luego, con las ecuaciones señaladas (1) (2) (3) (4) (5*) (6*) tienes el sistema:

    a1 = -( 1/√(2) )*g*(1 + μ) = a1 (1),

    L = vi*t1 + (1/2)*a1*t12 (2),

    0 = vi + a1*t1 (3),

    a2 = -( 1/√(2) )*g*(1 - μ) (4),

    0 = L + 2*a2*t12 (5*),

    vf = vi + 2*a2*t1 (6*).

    Luego, puedes sustituir la expresión señalada (2) en la ecuación señalada (5*),

    y luego las expresiones señaladas (1) (4) en las demás ecuaciones,

    y tendrás un sistema de tres ecuaciones con tres incógnitas: vi, vfμ.

    Te dejo la tarea de resolver este problema (más bien, problemón),

    y si te resulta necesario, no dudes en volver a consultar.

    Espero haberte ayudado.

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    Jorge
    el 19/12/18

    Hola, me han puesto el siguiente ejercicio en la universidad y ando pillado.

    Se pide encontrar la ecuación que nos permita hallar el angulo (α) de salida de un proyectil desde (p2) sabiendo:

    • La magnitud de su velocidad inicial (v)
    • Las coordenadas del punto de llegada (p3) que se halla en el origen de ordenadas: (p3y) = 0
    • Las coordenadas de un punto fijo (p1) con el que (p2) se relaciona directamente, (p1) se halla en el origen de abscisas: (p1x) = 0
    • La distancia de (p1) a (p2)

    Además se proporcionan la siguiente información:

    • La gravedad es de -9.8m/s, es decir, hacia abajo en Y
    • No existe rozamiento de ningún tipo
    • Dirección inicial del proyectil = (p2 - p1) (de p1 a p2)
    • El punto de salida (p2) pivota sobre otro punto conocido (p1) a una distancia (d) constante
    • Siendo (p2x) la componente X de (p2), (p1x) la componente X de (p1): p2x = p1x + cos(α) * d
    • Siendo (p2y) la componente Y de (p2), (p1y) la componente Y de (p1): p2y = p1y + sin(α) * d.

    Muchas gracias!

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    Raúl RC
    el 21/12/18

    Por lo que veo estas ante un ejercicio de tiro parabólico.

    Lamentablemente el nivel que tocamos no va mas allá del propio de secundaria y bachiller, pero estoy convencido que esta serie de vídeos que grabó el profe sobre esta temática te ayudarán con tu planteamiento y posterior resolución, nos cuentas ok?


    Tiro oblicuo o parabólico

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    Pol Requena Martos
    el 19/12/18
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     buenas, alguien me puede ayudar con este. Muchas gracias


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    Raúl RC
    el 21/12/18

    Hola. Lamento no poder ayudarte pero no respondemos dudas universitarias que no tengan que ver explícitamente con los vídeos ya grabados. Lo lamento de corazón.

    Espero algún otro unico pueda ayudarte, un saludo

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    Guadalupe Cobos
    el 19/12/18

    Hola, necesito ayuda con este ejercicio por favor 

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    Jerónimo
    el 19/12/18

    No hay pérdidas por rozamiento, aplicando  el teorema de conservación de la E mecánica.

    1/2Kx²+m2gh2=1/2m1v²+1/2m2v²+m1gh1                 

    v1=v2=v,           

    h2=x   

     h1=dsenα 

    nivel 0 de altura  donde  se suelta m1

    1/2x200x0,2² + 30x10x0,2 = 1/2x25xv² + 1/2x30xv² +25x10x0,2xsen40º

    4+60=12,5v²+15v²+32,14                    v=1,07 m/s

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    natalia
    el 18/12/18

    tengo este problema y no se como resolverlo y por si no se ve es esto 

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    Raúl RC
    el 19/12/18

    Debes descomponer vectorialmente esas fuerzas como hizo el profe en este vídeo que seguro que te ayuda ;)


    Diagrama del cuerpo libre 01

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    natalia
    el 18/12/18


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    Raúl RC
    el 18/12/18

    Mírate este vídeo, lo entenderás perfectamente ;)

    https://youtu.be/ryq9qLsSB2k


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    natalia
    el 18/12/18

    me podrías ayudar en hacer los reemplazos porque o me sale ese, es mi problema te lo agradecería mucho

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    natalia
    el 18/12/18

    tengo la evaluación mañana si me pueden ayudar gracias

    determinar las tensiones de las dos cuerdas de la sig figura 

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    Jerónimo
    el 18/12/18

    Coloca dibujo original porque  no se sabe si las cuerdas son iguales, y además  el ángulo no puede ser 135º y el otro 60º con ese dibujo.

    Eje horizontal T2x=T1x

    Eje vertical T1y+T2y=W

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    Jerónimo
    el 19/12/18

    Eje horizontal T2x=T1x    T1 con parte negativa del ejeOX 45º

    Eje vertical T1y+T2y=W     T2 con parte positiva del eje OX 60º      


    T2cos60º=T1cos45                                     0,5T2=0,7T1

    T1sen45+T2sen60=200                             0,7T1+0,86T2=200     0,5T2+0,86T2=200              T2= 147N      T1=105N


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