Foro de preguntas y respuestas de Física

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    Pelapela
    hace 3 horas, 46 minutos

    A la hora de aplicar el teorema de Gauss para calcular el flujo eléctrico que atraviesa una superficie, esta tiene que ser cerrada.

    Con superficie cerrada se refiere a que es la superficie que forma un cuerpo como un cubo o una esfera, que tiene volumen.

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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 3 horas, 20 minutos

    Si, es así.

    El Teorema de Gauss establece que debes emplear una superficie cerrada, simple, suave por secciones y continua. que sea la frontera de un sólido simple, y debe cumplirse además que el campo electrostático tenga componentes continuas con derivadas parciales primeras continuas en un dominio que contenga a la superficie cerrada y al sólido.

    Luego, a fin de facilitar los planteos  y los cálculos, es conveniente que emplees una superficie cerrada con simetría acorde a la distribución de cargas (por ello se emplea una superficie cerrada esférica con centro en una carga puntual, o en el centro de una distribución esférica de cargas).

    Espero haberte ayudado.

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    Carlos
    hace 7 horas, 58 minutos

    En este ejercicio, la aceleración angular me da 0.9 rad/s^2 y creo que está bien. Lo que no sé es cómo responder a la segunda pregunta:


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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 3 horas, 55 minutos

    a)

    Aplicas la Segunda Ley de Newton para giros, y queda:

    τ = I*α, y de aquí despejas:

    α = τ/I, reemplazas valores, y queda:

    α = 3,6/4 = 0,9 rad/s2,

    por lo que tu respuesta es correcta.

    b)

    Observa que sobre el volante actúa un momento de fuerza externo (τ), por lo que tienes que el momento angular no se conserva;

    y esta situación puedes visualizarla a partir de la expresión del momento angular:

    J = I*ω,

    y como la aceleración angular del volante no es nula, entonces tienes que su velocidad angular (ω) no es constante y, por lo tanto, tienes que el momento angular no se conserva.

    Espero haberte ayudado.

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    C.B
    hace 8 horas, 1 minuto

    Me han preguntado este problema en un examen, y me gustaría saber si lo tengo bien.


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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 3 horas, 29 minutos

    Vamos con una orientación.

    Establece un sistema de referencia con eje OX con dirección y sentido acordes al desplazamiento del proyectil antes de la explosión, y con eje OY perpendicular al eje anterior, con sentido positivo acorde al desplazamiento del fragmento más pequeño (que se desplaza con sentido positivo para ambos ejes, y observa que el fragmento más grande se desplaza con sentido positivo para el eje OX y con sentido negativo para el eje OY).

    Luego, planteas las expresiones de las componentes del impulso (cantidad de movimiento) y de la energía cinética antes de la explosión, y queda:

    pix = M*vix = 12*40 = 480 N*m,

    piy = M*viy = 12*0 = 0,

    ECi = (1/2)*M*vi2 = (1/2)*M*(vix2 + viy2) = (1/2)*12*(402 + 02) = 2400 J.

    Luego, planteas las expresiones de las componentes del impulso (cantidad de movimiento) y de la energía cinética después de la explosión, y queda:

    pfx = MA*vAx + MB*vBx = MA*vA*cos(45°) + MB*vB*cos(-30°) = 3*vA*cos(45°) + 9*vB*cos(30°),

    pfy = MA*vAy + MB*vBy = MA*vA*sen(45°) + MB*vB*sen(-30°) = 3*vA*sen(45°) - 9*vB*sen(30°),

    ECf = (1/2)*MA*vA2 + (1/2)*MB*vB2 = (1/2)*3*(vAx2 + vAy2) + (1/2)*9*(vBx2 + vBy2) = 1,5*(vAx2 + vAy2) + 4,5*(vBx2 + vBy2).

    Luego, como no actúan fuerzas exteriores durante la explosión del proyectil, puedes plantear conservación del impulso, y tienes el sistema de ecuaciones:

    pfx = pix,

    pfy = piy;

    luego, sustituyes expresiones, y queda:

    3*vA*cos(45°) + 9*vB*cos(30°) = 480,

    3*vA*sen(45°) - 9*vB*sen(30°) = 0;

    y solo queda que resuelvas el sistema de dos ecuaciones con dos incógnitas,

    luego podrás reemplazar valores en la expresión de la energía cinética final del sistema, 

    para luego plantear la variación de energía cinética del sistema (ΔEC = ECf - ECi),

    que es el valor de la energía disipada en forma de calor durante la explosión.

    Espero haberte ayudado.

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    C.B
    hace 23 horas, 9 minutos

    Hola, tengo el siguiente problema. ¿Cómo se resolvería?


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    Raúl RC
    hace 22 horas, 9 minutos

    En este vídeo que grabó el profe tienes la explicación, nos cuentas ;)

    https://www.youtube.com/watch?v=scO9JARtW4s


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    Martina Mejía
    hace 1 día
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    hola como les va tengo una pregunta acerca de como teniendo estos datos pasar a aceleración angular?

    100J de trabajo

    su rápidez de 60rev/min que incrementa a 180 rev/min

    y me pide la inercia así que quiero saber como sacar la aceleración angular si ya encontre su masa con la fórmula de energía cinética y entonces la masa me dio como resultado

    m: 0,01kg 

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    Raúl RC
    hace 22 horas, 8 minutos

    Sería interesante que aportaras el enunciado "literal" de lo que te piden calcular

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    Martina Mejía
    hace 21 horas, 8 minutos


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    Jerónimo
    hace 20 horas, 58 minutos

    Imagino que los 100 J incrementan la energía de rotación del sistema

    ω inicial=60rpm x2π/60=2π rad/s

    ω final=180rpm x2π/60=6π rad/s

    w=ΔErotación

    100=1/2 I ω²final -1/2 I ω² inicial

    200=I (36π²-4π²)              I=200/32π²=0,63 kgm²




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    Carlos
    hace 1 día, 3 horas

    Hola, ¿me podrían ayudar con el siguiente problema?

    0,0


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    Jerónimo
    hace 21 horas, 12 minutos

    F=Ma=Mw²x=kx                         w=√ (k/M)= √ 20/0,5 =6,32 rad/s2

    Fr=μN=μmg=ma

    -μmg=ma

    -μg=a=w²x             x=-µg/w²=-0,6x9,8/6,32²=-0,15m



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    Martina Mejía
    hace 1 día, 3 horas

    hola alguien puede explicarme como sacar el momento de reposo en un ejercicio de MCUV en el que los datos son :

    4kg

    0,2m

    360rpm

    Torque de fricción de 0,12 N xm


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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 1 día, 3 horas

    Según parece, tienes los datos:

    M = 4 Kg (masa del cuerpo),

    R = 0,2 m (radio de la trayectoria circular de giro),

    fi = 360 rev/min = 360/60 = 6 rev/s(frecuencia inicial de giro),

    τfr = 0,12 N*m (módulo del torque de rozamiento).

    Luego, puedes plantear la expresión del módulo de la velocidad angular inicial, y queda:

    ωi = 2π*f = 2π*6 = 12π rad/s.

    Luego, planteas la expresión del momento de inercia del cuerpo con respecto al eje de giros (observa que consideramos que es una partícula, y si no lo es debes hacer las consideraciones correspondientes a cuerpos rígidos por lo que tendrías que subir una foto con el enunciado completo), y queda:

    I = M*R2 = 4*0,22 = 0,16 Kg*m2.

    Luego, aplicas la Segunda Ley de Newton (en este caso para giros, y observa que el momento de la fuerza de rozamiento se opone al sentido de giro del cuerpo), y tienes la ecuación:

    fr = I*α, y de aquí despeja:

    α = fr/I, reemplazas valores, y queda:

    α = -0,12/0,16 = -0,75 rad/s2,

    que es el valor de la aceleración angular del cuerpo.

    Luego, planteas la expresión de la función velocidad angular de Movimiento Circular Uniformemente Variado (observa que consideramos el instante inicial: ti = 0), y queda:

    ω(t) = ωiα*t, reemplazas el valor de la velocidad angular inicial y de la aceleración angular, y queda:

    ω(t) = 12π - 0,75*t;

    luego, planteas la condición de reposo:

    ω(t) = 0, sustituyes la expresión de la función velocidad angular, y queda:

    12π - 0,75*t = 0, y de aquí despejas:

    t = -12π/(-0,75), resuelves, y queda:

    t = 16π s ≅ 50,265 s,

    que es el instante en que el cuerpo se detiene.

    Espero haberte ayudado.

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    Paula H
    hace 1 día, 4 horas

    Hola, me pueden ayudar con el primer apartado de este ejercicio, no me sale bien la continuidad adjunto una foto con lo que hecho yo.Gracias

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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 1 día, 3 horas

    Tu consulta corresponde al Foro de Matemáticas, pero igual ahí vamos.

    Comienza por aplicar la definición de valor absoluto para la primera rama de la expresión de la función:

    │x2 - 1│ = 

    x2 - 1                  si x2 - 1 ≥ 0 (observa que aquí tienes dos opciones: x ≤ -1 o x ≥ 1),

    -(x2 - 1)              si x2 - 1 < 0 (observa que aquí tienes: -1 < x < 1);

    luego, observa que la expresión de la primera rama queda expresada en tres trozos:

    │x2 - 1│ = 

     x2 - 1                  si ≤ -1,

    -x2 + 1                 si -1 < x < 1,

     x2 - 1                  si  1 (observa que este tercer trozo no corresponde a la función de tu enunciado).


    Luego, planteas a la expresión de la función de tu enunciado en tres trozos (observa que son los dos primeros de nuestro desarrollo anterior, y el segundo trozo de la expresión de tu enunciado), y queda:

    f(x) = 

     x2 - 1                  si ≤ -1,

    -x2 + 1                 si -1 < x < 1,

    4 + lnx                 si  1,

    y observa que tienes que cada trozo corresponde a una función continua en su intervalo correspondiente, 

    y que tienes dos valores de corte para estudiar por medio de la definición de continuidad: x1 = -1 y x2 = 1.


    Para x1 = -1 tienes:

    1°)

    f(-1) = (-1)2 - 1 = 1 - 1 = 0;

    2°)

    Lím(x→-1-) f(x) = Lím(x→-1-) (x2 - 1) = (-1)2 - 1 = 1 - 1 = 0,

    Lím(x→-1+) f(x) = Lím(x→-1+) (-x2 + 1) = -(-1)2 + 1 = -1 + 1 = 0,

    y como los límites laterales son iguales, puedes plantear:

    Lím(x→-1) f(x) = 0;

    3°)

    como el valor de la función y el límite coinciden, puedes concluir que la función es continua en x1 = -1.


    Para x2 = 1 tienes:

    1°)

    f(1) = 4 + ln(1) = 4 + 0 = 4;

    2°)

    Lím(x→1-) f(x) = Lím(x→1-) (-x2 + 1) = -(1)2 + 1 = -1 + 1 = 0,

    Lím(x→1+) f(x) = Lím(x→1+) (4 + lnx) = 4 + ln(1) = 4 + 0 = 4,

    y como los límites laterales no son iguales, entonces tienes que el límite de la función no existe;

    3°)

    como el límite de la función no existe, pero sus límites naturales sí, puedes concluir que la función presenta discontinuidad esencial (o inevitable) tipo salto en x2 = 1.


    Luego, puedes concluir que la función de tu enunciado es continua en el conjunto: R - {1}.


    Espero haberte ayudado.

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    Paula H
    hace 1 día, 3 horas

    Muchas gracias de verdad y lo siento por equivocarme de foro ha sido un despiste.

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    carmela
    hace 1 día, 5 horas

    Porfa. Alguien que me oriente?

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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 1 día, 4 horas

    Comienza por numerar a las canastas: 1, 2, 3 y 4, desde la más alta hasta la más baja.

    1)

    Observa que la primera canasta hay dos personas, y que su peso no ejerce momento de fuerza (o torque) con respecto al eje de giros, porque la recta de acción de su peso corta al eje de giros de la noria, por lo que tienes que el valor del momento de fuerza es:

    τ1 = 0.

    2)

    Observa que en la segunda canasta hay dos personas, y que el brazo de momento del peso de la segunda canasta es:

    r2 = R*cos(45°) = 5*√(2)/2 m = 2,5*√(2) m,

    por lo que el valor del momento de fuerza es (consideramos positivo al giro horario):

    τ2 = r2*P2 = r2*2*M*g = ( 2,5*√(2) )*2*70*9,8 = 3430*√(2) N*m.

    3)

    Observa que en la tercera canasta hay una persona, y que el brazo de momento del peso de la tercera canasta es:

    r3 = R = 5 m,

    por lo que el valor del momento de fuerza es (consideramos positivo al giro horario):

    τ3 = r3*P3 = r3*M*g = ( 5 )*70*9,8 = 3430 N*m.

    4)

    Observa que en la cuarta canasta hay una persona, y que el brazo de momento del peso de la cuarta canasta es:

    r4 = R*cos(45°) = 5*√(2)/2 m = 2,5*√(2) m,

    por lo que el valor del momento de fuerza es (consideramos positivo al giro horario):

    τ4 = r4*P4 = r4*M*g = ( 2,5*√(2) )*70*9,8 = 1715*√(2) N*m.


    Luego, planteas la expresión del momento de fuerzas resultante, y queda:

    τ = τ1 + τ2 + τ3 + τ4 , reemplazas valores, y queda:

    τ = 0 + 3430*√(2) + 3430 + 1715*√(2), cancelas el término nulo, reduces términos semejantes, y queda:

    τ = 5145*√(2) + 3430 (en N*m).


    Luego, planteas la expresión del momento de inercia total del sistema de cuatro canastas con respecto al eje de giros (observa que consideramos a las personas como partículas), y queda:

    I = I1 + I2 + I3 + I4, sustituyes las expresiones de los momentos de inercia, y queda:

    I = (2*M)*R2 + (2*M)*R2 + (M)*R2 + (M*R2), reduces términos semejantes, y queda:

    I = 6*M*R2, reemplazas valores, y queda:

    I = 6*70*52, resuelves, y queda:

    I = 10500 Kg*m2.


    Luego, aplicas la Segunda Ley de Newton (en este caso, para giros), y queda:

    τ = I*α, y de aquí despejas:

    α = τ/I, reemplazas valores, y queda:

    α = (5145*√(2) + 3430)/10500, resuelves, y queda:

    α ≅ 1,020 rad/s2.


    Espero haberte ayudado.

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    Javier CS
    hace 1 día, 6 horas

    ¿Cuál es la finalidad del apartado b)? Creo haber calculado todo excepto dicho apartado, gracias.

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    Antonio Silvio Palmitano
    hace 1 día, 4 horas

    a)

    Evalúas las expresiones paramétricas para el instante inicial (ti = 0), y tienes:

    x(0) = 2,

    y(0) = 0,

    por lo que tienes que la posición inicial de la nadadora está expresada por el vector:

    p(0) = < 2 , 0 >.

    Evalúas las expresiones paramétricas para el instante final (tf = 5), y tienes:

    x(0) = 22,

    y(0) = 15,

    por lo que tienes que la posición final de la nadadora está expresada por el vector:

    p(5) = < 22 , 15 >.

    b)

    Aquí planteas la expresión del módulo del vector posición final, y la distancia al origen queda expresada:

    D(5) = │p(5)│ = √(222 + 152) = √(484 + 225) = √(709) ≅ 26,627;

    y observa que el módulo del vector posición te indica cuál es la distancia entre la posición de la nadadora en el instante indicado y el origen de coordenadas.

    c)

    Aquí planteas la expresión del vector desplazamiento final en función de los vectores de posición, y queda:

    d(5) = p(5) - p(0), reemplazas expresiones, y queda:

    d(5) = < 22 , 15 > - < 2 , 0 >, resuelves la resta vectorial, y queda:

    d(5) = < 20 , 15 >;

    y observa que el vector desplazamiento tiene punto de aplicación en la posición inicial de la nadadora, y extremo en el punto correspondiente a su posición final.

    d)

    Aquí planteas la expresión de la velocidad media en función del desplazamiento y de los instantes correspondientes, y queda:

    vm = d(5) / (5 - 0), reemplazas la expresión del desplazamiento, resuelves el denominador, y queda:

    vm = < 20 , 15 > / 5, resuelves, y queda:

    vm = < 4 , 3 >.

    Espero haberte ayudado.

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