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Foro de preguntas y respuestas de Física

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    María Jesús
    el 23/3/19

    Una pelota se desliza por un tejado que tiene un ángulo de inclinación de 30º sobre la horizontal, de manera que llega a su extremo con una velocidad de 10 m/s. La altura del edificio es de 40 m y la anchura de la calle 30m. Determina si la pelota llegará directamente al suelo, o chocará antes contra la pared opuesta. 

    Podrían resolverlo,por favor

    Gracias de antemano

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 24/3/19

    Establece un sistema de referencia con origen de coordenadas a nivel de la calle, con eje OX horizontal con sentido positivo hacia la vereda opuesta a la del tejado, con eje OY vertical que pasa por el borde del tejado con sentido positivo hacia arriba, y con instante inicial: ti = 0 correspondiente al momento en que la pelota abandona el tejado.

    Luego, observa que tienes los siguientes datos (es muy conveniente que hagas un gráfico para que puedas visualizar mejor la situación):

    Vi = 10 m/s (rapidez inicial de la pelota, cuya dirección es inclinada hacia la vereda opuesta y hacia abajo),

    θ = -30° (inclinación de la velocidad inicial de la pelota, que es por debajo de la horizontal),

    xi = 0 (componente horizontal de la posición inicial de la pelota, que se encuentra en el borde del tejado),

    yi = 40 m (componente vertical de la posición inicial de la pelota, que se encuentra en el borde del tejado),

    a = -g (módulo de la aceleración de la pelota, cuya dirección es vertical y cuyo sentido es hacia abajo).

    Luego, planteas las ecuaciones de posición de Tiro Oblicuo (o Parabólico), y queda:

    x = xi + vi*cosθ*t,

    y = yi + vi*senθ*t + (1/2)*a*t2;

    reemplazas datos, cancelas términos nulos, y queda:

    x = 10*cos(-30°)*t, 

    y = 40 + 10*sen(-30°)*t + (1/2)*g*t2;

    aplicas las identidades trigonométricas del seno y del coseno del opuesto de un ángulo, resuelves signos en los términos, y queda:

    x = 10*cos(30°)*t (1),

    y = 40 - 10*sen(30°)*t - (1/2)*g*t2 (2).

    Luego, planteas la condición que correspondería al instante en que la pelota alcanza el nivel de la calle, y queda:

    y = 0, sustituyes la expresión señalada (2), y queda:

    40 - 10*sen(30°)*t - (1/2)*g*t2 = 0,

    reemplazas valores (sen(30°) = 1/2, y consideramos: g = 10 m/s2), resuelves coeficientes, y queda:

    40 - 5*t - 5*t2 = 0, divides por -5 en todos los términos, ordenas términos, y queda:

    t2 + t - 8 = 0, que es una ecuación polinómica cuadrática, cuyas soluciones son:

    a)

    t = ( -1-√(33) )/2 ≅ -3,372 s, que no tiene sentido para este problema;

    b)

    t = ( -1+√(33) )/2 ≅ 2,372 s, que sí tiene sentido para este problema, y es el valor del instante en que la pelota alcanzaría el nivel de la calle;

    luego, reemplazas el valor remarcado en la ecuación señalada (1), y queda:

    10*cos(30°)*2,372 ≅ 20,542 m,

    y observa que este último valor remarcado corresponde a la posición de un punto que se encuentra sobre la calle (recuerda que el ancho de la calle es 30 m), por lo que puedes concluir que la pelota no alcanza a impactar sobre la pared de la calle opuesta al tejado.

    Espero haberte ayudado.

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    Bryan
    el 22/3/19

    Un tren y un auto parten de un punto simultáneamente con velocidades de 6m/s y 4m/s en dirección opuesta hacia las ciudades "A" y "B", una vez llegan parten de regreso. ¿a qué distancia se vuelven a encontrar; si la ciudad "A" dista  120km del inicio y la ciudad "B" 160km del inicio? 

    //Les agradecería mucho su ayuda de antemano muchas Gracias...

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 22/3/19

    Considera un sistema de referencia con origen de coordenadas en el punto de partida de los móviles, dirección sobre la recta que pasa por el punto A, el punto de partida y el punto B, con sentido positivo hacia el punto A, y con el instante inicial: ti = 0 correspondiente a la partida de los dos móviles.

    Luego, observa que ambos móviles tienen que su posición inicial es: xi = 0.

    Luego, considera la ecuación de posición del tren (observa que su velocidad tiene sentido positivo):

    xt = 6*t (1),

    luego, tienes que la posición de la ciudad A es: xA = 120 Km = 120000 m, reemplazas este valor en la ecuación señalada (1), y queda:

    120000 = 6*t, y de aquí despejas:

    t1t = 20000 s, que es el instante de arribo del tren a la ciudad A;

    y como tienes que en su regreso recorre la misma distancia, entonces tienes que su instante da arribo al punto de partida es:

    t2t = 40000 s.

    Luego, considera la ecuación de posición del auto (observa que su velocidad tiene sentido negativo):

    xa = -4*t (1),

    luego, tienes que la posición de la ciudad B es: xB = -160 Km = -160000 m, reemplazas este valor en la ecuación señalada (1), y queda:

    -160000 = -4*t, y de aquí despejas:

    t2 = 40000 s, que es el instante de arribo del tren a la ciudad A.

    Luego, observa que cuando el tren ha regresado al punto de partida, tienes que el auto se encuentra en el punto B, por lo que si consideras que el tren continúa su desplazamiento hacia la ciudad, y el auto comienza su desplazamiento hacia el punto de partida (presta atención a los sentidos de sus velocidades), entonces tienes que ambos móviles se encontrarán en algún punto intermedio entre el punto de partida y la ciudad B;

    por lo tanto, puedes plantear las ecuaciones de posición de los dos móviles, con los siguientes datos:

    ti = 40000 s (el tren comienza a acercarse a la ciudad B y el auto emprende su regreso desde dicho punto),

    vt = -6 m/s (observa que la velocidad del tren en esta etapa tiene sentido negativo),

    xti = 0 (el tren se encuentra en el punto de partida),

    va = 4 m/s (observa que la velocidad del auto en esta etapa tiene sentido positivo),

    xai = -160000 m (el auto se encuentra en el punto B);

    luego, planteas las ecuaciones de posición de ambos móviles ( x = xi + vi*(t-ti) ), y quedan:

    xt = 0 - 6*(t-40000),

    xa = -160000 + 4*(t-40000);

    distribuyes, cancelas el término nulo y reduces términos semejantes en ambas ecuaciones, y queda:

    xt = -6*t + 240000 (1),

    xa = 4*t - 320000 (2);

    luego, planteas la condición de encuentro del auto con el tren:

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

    4*t - 320000 = -6*t + 240000, sumas 6*t y sumas 320000 en ambos miembros, y queda:

    10*t = 560000, divides por 10 en ambos miembros, y queda:

    t = 56000 s, que es el instante de encuentro de los móviles;

    luego, reemplazas este último valor remarcado en las ecuaciones señaladas (1) (2), las resuelves, y en las dos ecuaciones obtienes la solución:

    x = -96000 m, que es la posición del punto de encuentro de los móviles.

    Luego, puedes concluir que el tren y el auto se encuentran 56 mil segundos después de haber partido, y en un punto ubicado a 96 mil metros del punto de partida, en el tramo que une a este punto con el punto B.

    Espero haberte ayudado.

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    XIME
    el 22/3/19

     Alguien podria ayudarme con este ejercicio?  Venia hallando la resultante con pitagoras, pero tal vez tendria que usar el teorema del coseno , puede ser? 

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    Raúl RC
    el 22/3/19

    Debes aplicar el principio de superposición de cargas puntuales para hallar la fuerza resultante, al igual que hace el profe en este video de campo electrico, pero en tu caso aplicando la fuerza electrica F=k·q·q'/r2

    https://www.youtube.com/watch?v=xVMlGRcp54U


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    Javier CS
    el 22/3/19

    Buenas tardes, necesitaría ayuda con el planteamiento del ejercicio. Gracias de antemano.


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    Raúl RC
    el 22/3/19

    Para elllo debes hallar en 1º lugar el potencial en A y en B creado por cada carga usando la expresion:

    V=kq/r

    Siendo VA=V1A+V2A

    Análogamente lo mismo para VB

    Finalmente te piden la resta ΔV=VA-VB

    b) Debes aplicar la expresión W=q'·ΔV

    Nos cuentas ;)

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    Felipe Adolfo Moris Cuevas
    el 21/3/19
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    De antemano agradesco cualquier ayuda que me puedan ofrecer.
    Actualmente me encuentro diseñando un brazo robotico de dos grados de libertad, el cual, su movimiento se afectado por un muro movil (gracias a un resorte) y requiero saber como diseñar un resorte , para ello necesito saber la fuerza con la que el brazo empuja al muro. He calculado con un dinamometro cuanto puede levantar como maximo y me dio 8,33kg.
    Necesito saber la fuerza de cada motor y saber la fuerza que se le esta aplicando al muro y luego saber el como diseñar el resorte.

    (Cabe destacar que hay 2 motores )

    Longuitud brazo 1: 15cm
    Longuitud Brazo 2: 15,7cm

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    Raúl RC
    el 22/3/19

    Lo siento Felipe, pero no podemos ayudarte con esta clase de duda, propia de nivel universitario, un saludo 

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    Fco. Miguel Morejudo Trujillo
    el 21/3/19
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    En un edificio sin toma de tierra, se desea instalar una por medio de picas. Si el edificio no cuenta con pararrayos y al clavar la primera pica se comprueba con el telurómetro que la resistencia de paso a tierra es de 450 Ω ¿cuántas picas crees que debemos colocar en paralelo?

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    Raúl RC
    el 22/3/19

    Lamento no poder ayudarte pero tu duda es propia de nivel universitario o de un ciclo formativo muy específico

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    Junior Ehrhardt
    el 21/3/19

    El disco de radio R1=10cm se encuentra conectado por medio de una correa a otro disco de radio R2= 20cm como se muestra en la figura. El disco de radio R1 parte del reposo y la ecuación del punto A1 es TETA = (0.3rad /s2 )t2 . a. Escriba las ecuaciones de la posición angular y velocidad angular para el disco de radio R2. ) b. Si el punto A1 de la figura se desplaza hasta la posición A2, encontrar cuanto se desplaza el punto B1 sobre la circunferencia del disco de radio R2 hasta una nueva posición B2. c. Para el punto B2, calcular la rapidez angular y lineal, así como las aceleraciones angular, tangencial, normal y total

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 21/3/19

    Por favor, envía la figura a la que se refiere el enunciado para que podamos ayudarte.





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    Junior Ehrhardt
    el 21/3/19

    https://aarrietaj.files.wordpress.com/2014/02/tercer-taller-de-repaso1.pdf

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    Junior Ehrhardt
    el 21/3/19

    el punto #17-19

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    Ikram Ammari
    el 20/3/19
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    NO ENTIENDO EL EJERCICIO 6 POR FAVOR ME LO PODRIAS EXPLICAR

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    Raúl RC
    el 22/3/19

    Lo siento pero no estas en el foro adecuado, prueba en el de tecnología, un saludo ;)

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    Ikram Ammari
    el 20/3/19

     NO SE COMO SE PODRIAN RESOLVER ESTOS EJERCICIOS 1Y 2? GRACIAS 

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 20/3/19

    Te ayudo con el primero.

    Observa que tienes una palanca de segundo género (consideramos que todas las fuerzas aplicadas sobre la barra del mecanismo son perpendiculares a ella), por lo que tienes los datos:

    Q = 50 N (módulo de la fuerza de resistencia, que ejerce la botella sobre el corcho, cuyo sentido es "hacia arriba"),

    P = a determinar (módulo de la fuerza que se debe ejercer en el extremo libre para accionar el mecanismo),

    bQ = 20 cm = 0,2 m (brazo de resistencia),

    bP = 20 + 30 = 50 cm = 0,5 m (brazo de potencia).

    Luego, planteas los momentos de las fuerzas con respecto al eje de giros del mecanismo (observa que consideramos positivo al sentido de giro antihorario), y queda:

    MQ = +bQ*Q = +0,2*50 = +10 N*m,

    MP = -bP*P = -0,5*P (en N*m);

    luego, planteas la condición de equilibrio para giros, y queda:

    MQ + MP = 0, sustituyes expresiones, y queda:

    +10 - 0,5*P = 0, restas 10 en ambos miembros, y queda:

    -0,5*P = -10, divides por -0,5 en ambos miembros, y queda:

    P = 20 N.

    Espero haberte ayudado.

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    Uriel Dominguez
    el 20/3/19

    Me podrían ayudar con lo siguiente, bueno, más bien como hacerlo y ya yo hago los cálculos;

    Considerando el valor del ángulo beta y el peso de la masa, determine analíticamente la magnitud y dirección del alguno alfa de la fuerza P Que permita que el sistema este en equilibrio. Beta= 21.08°, alfa=57.64°, w=2.906 N y P=0.8N

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    Antonio Silvio Palmitano
    el 20/3/19

    Establece un sistema de referencia con eje OX horizontal con sentido positivo hacia la derecha, eje OY vertical con sentido positivo hacia arriba, con origen de coordenadas en el centro de la polea móvil.

    Luego, observa que la fuerza cuyo módulo es P es la que aporta la tensión de la cuerda, y observa además que esta tensión es la misma en todos sus puntos.

    Luego, observa que sobre la polea actúan cuatro fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:

    Peso del cuerpo colgado:

    W = 2906 N, vertical, hacia abajo;

    Tensión producida por la fuerza aplicada:

    P, inclinada hacia la izquierda y hacia arriba, formando un ángulo α con el semieje OX negativo;

    Tensión del tramo superior de la cuerda:

    P, inclinada hacia la derecha y hacia arriba, formando un ángulo (90°-β) con respecto al semieje OX positivo;

    Tensión del tramo inferior de la cuerda:

    P, inclinada hacia la derecha y hacia arriba, formando un ángulo (90°-β) con respecto al semieje OX positivo.

    Luego, aplicas la Primera Ley de Newton, y tienes el sistema de ecuaciones:

    P*cos(90°-β) + P*cos(90°-β) - P*cosα = 0,

    P*sen(90°-β) + P*sen(90°-β) + P*senα - W = 0;

    reduces términos semejantes en las dos ecuaciones, y queda:

    2*P*cos(90°-β) - P*cosα = 0,

    P*sen(90°-β) + P*senα - W = 0;

    aplicas las identidades trigonométricas del coseno y del seno del complementario de un ángulo en los primeros términos de ambas ecuaciones, y queda:

    2*P*senβ - P*cosα = 0 (1),

    P*cosβ + P*senα - W = 0 (2);

    divides por P en todos los términos de la ecuación señalada (1), y queda:

    2*senβ - cosα = 0, y de aquí despejas:

    cosα = 2*senβ

    y solo queda que compongas en ambos miembros con la función inversa del coseno, y tendrás la medida del ángulo que determina la fuerza cuyo módulo es P con el semieje OX negativo;

    y luego, quedará que reemplaces el valor del ángulo α en la ecuación señalada (2), para luego despejar el valor del módulo de dicha fuerza.

    Espero haberte ayudado.


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