Usamos el método por componentes , tienes representados s vectores en su forma polar
Ahora lo expresamos en componentes cartesianas
En la base ortonormal {i,j,k}
OBten las componentes
Ax=Acos80
Ay=Asen80
Bx=Bcos200
By=Bsen200
Así tenemos
A*= (Acos80)i +(Acos80)j
B*=(Bcos200)i + (Bsen200)j
Te piden
A*- B* lo que implica se restan componentes
A*-B*=(Acos80-Bcos200)i + (Asen80-Bsen200)
Sustituyes los valores y obtienes el vector A* -B*
Para obtener su magnitud
|A* - B*|=√{(Acos80-Bcos200)^2 + (Asen80- Bcos200)^2}
Wfr=- Ncd
Cd=>coeficiente de fricción cinética
Aplicas suma de fuerzas en y
N-mgcosa=0
N=mgcosa
Sustituyes esta ecuación en la den trabajo de na fuerza de fricción
Wfr=-(mgcosa)cd
Ahora aplicas el teorema de conservación de la energía
Wfr=Emf-Emo (0)
TomaMos sistema de referencia donde el resorte esta comprimido
Emf= Kf+Ugf
Emf= (1/2)mVf^2 + mgh(1)
Emo=Uos (1)
Uos=energía potencial elásticinicial
Nota que la altura h la puedes relacionar ennel.triangulo que forma h=dsena (2)
Sustituimos (2) y (1) en (0)
-(mgcosa)Cd= (1/2)mVf^2 +mgdsena -Uos
Despejamos Uos
Uos=(1/2)mVf^2 +mgsena +mgCdcosa
Solo sustituye
m= 2kg
g=9.8m/s^2
C=0.5
Vf=7m/s
d=6m
a=30°
No consigo acabar tampoco estos dos:
Un automóvil circula a 108 km/h. A esa velocidad, la resistencia al avance es de 500N (resistencia aerodinámica + resistencia de rodadura). El combustible tiene un poder calorífico: 11.000 kcal/kg y una densidad de 0,75 kg/L mientras que el rendimiento de la transmisión es del 90% y el rendimiento total del motor (térmico + mecánico) 20%.
a) Halla el consumo de combustible en litros por segundo.
b) Calcula el consumo de combustible en litros cada 10km.
En una planta de tratamiento de residuos, se utiliza un motor térmico para producir trabajo a partir de los gases combustibles que generan los residuos. El foco caliente del motor está a 2000 ºC y el foco frío a 95ºC. El rendimiento total del motor es la cuarta parte que el teórico de Carnot. El combustible aporta 200.000 kJ por hora de calor. Determina el rendimiento del motor y la cantidad de calor entregado en el foco frío por hora.
Gracias.
Hola UNICOOS, necesito ayuda.
Un vehículo ha circulado por una autopista llana a 120km/h durante una hora. Su motor ha consumido 8,5 L de gasolina cada 100 km. El motor tiene un rendimiento térmico del 25% y un rendimiento mecánico del 80%, mientras que el rendimiento mecánico de la transmisión es del 90%. El poder calorífico de la gasolina es 11.000 kcal/kg y su densidad 0,75kg/L. Calcula:
a) Los litros de combustible consumidos en el trayecto.
b) La potencia mecánica desarrollada por el motor.
c) La potencia mecánica transmitida a las ruedas.
d) El valor de la resistencia al avance del vehículo.
GRACIAS.
Me podéis ayudar por favor?
El primer paso de la misión es poner la nave en una órbita llamada órbita de aparcamiento, a una altura de 215 km de la Tierra. La nave permanece orbitando la Tierra durante 3h. Suponiendo dicha órbita circular calcula:
a) Velocidad que lleva dicha nave.
b) Longitud total de la circunferencia y la distancia que recorre sobre ella la nave durante las 3h que está en órbita.
c) La fuerza que ejerce la Tierra sobre la de Apolo 11 a esta altura.
Tienes el radio orbital: r = 215 Km = 215000 m = 2,15*105 m.
Tienes el intervalo de tiempo: Δt = 3 h = 3*3600 = 10800 s = 1,08*104 s.
Llamamos:
MT = 5,9722*1024 Kg (masa de la Tierra),
Mn (masa de la nave),
G = 6,674*10-11 N*m2/Kg2 (constante de gravitación universal).
a)
Observa que sobre la nave en órbita actúa solamente la fuerza de atracción gravitatoria que ejerce la Tierra sobre ella, cuyo módulo queda expresado:
F = G*MT*Mn/r2.
Luego, aplicas la Segunda Ley de Newton, y tienes la ecuación:
F = Mn*acp,
sustituyes la expresión de la fuerza, expresas al módulo de la aceleración centrípeta en función de la velocidad tangencial de la nave y del radio orbital, y queda:
G*MT*Mn/r2 = Mn*v2/r,
multiplicas en ambos miembros por r/Mn, y queda:
G*MT/r = v2,
haces pasaje de potencia como raíz, y queda:
√(G*MT/r) = v,
que es la expresión de la velocidad tangencial orbital de la nave.
b)
Plantea la expresión del perímetro de la circunferencia:
Lo = 2π*r,
que es la longitud de la órbita de la nave.
Luego, plantea para la distancia orbital recorrida por la nave:
Do = v*Δt.
c)
El módulo de la fuerza de atracción gravitatoria que ya hemos expresado es:
F = G*MT*Mn/r2.
Luego, queda que reemplaces valores y hagas los cálculos en todas las expresiones remarcadas, y observa que no has consignado el valor de la masa de la nave en tu enunciado.
Espero haberte ayudado.
Vamos con una orientación.
Establece un sistema de referencia con eje OX horizontal con sentido positivo hacia la derecha, y eje OY con sentido positivo hacia arriba.
Luego, haz un diagrama de fuerzas para cada cuerpo, y presenta a la fuerza F con sus componentes.
Observa que las masas de los bloques son:
MA = PA/g = 1,40/10 = 0,14 Kg, MB = PB/g = 4,20 /10 = 0,42 Kg.
Luego, observa que sobre el bloque A actúan tres fuerzas, de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:
Peso: PA = 1,40 N, vertical, hacia abajo;
Acción normal del bloque B: NAB, vertical hacia arriba;
Rozamiento estático ejercido por el bloque B: frAB = μe*NAB = 0,40*NAB, horizontal, hacia la derecha;
luego, planteas la Segunda Ley de Newton, y tienes el sistema de ecuaciones:
NAB - PA = 0, aquí reemplazas y despejas: NAB = 1,40 N;
frAB = MA*a, aquí reemplazas, y queda: 0,40*1,40 = 0,14*a, aquí despejas: a = 4 m/s2:
y observa que el módulo de la fuerza de rozamiento estático queda: frAB = 0,40*1,40 = 0,56 N.
Luego, observa que sobre el bloque B actúan siete fuerzas (recuerda que presentamos a la fuerza F como suma de sus componentes), de las que indicamos sus módulos, direcciones y sentidos:
Peso: PB = 4,20 N, vertical, hacia abajo;
Reacción normal del bloque A: NAB, vertical hacia abajo;
Acción normal del suelo: NB, vertical, hacia arriba;
Componente vertical de la fuerza externa: F*senθ = F*sen(45°), vertical, hacia arriba;
Reacción al rozamiento estático ejercido por el bloque A: frAB = 0,56 N, horizontal, hacia la izquierda;
Rozamiento ejercido por el suelo: frB = μc*NB = 0,10*NB, horizontal, hacia la izquierda;
Componente horizontal de la fuerza externa: F*cosθ = F*cos(45°), horizontal, hacia la derecha;
luego, planteas la Segunda Ley de Newton, y tienes el sistema de ecuaciones:
F*cos(45°) - frAB - frB = MB*a,
F*sen(45°) + NB - NAB - PB = 0;
luego, sustituyes y queda
F*cos(45°) - 0,56 - 0,10*NB = 0,42*4,
F*sen(45°) + NB - 1,40 - 4,20 = 0;
luego, haces pasajes de términos en ambas ecuaciones, reduces términos numéricos, y queda:
F*cos(45°) - 0,10*NB = 2,24,
F*sen(45°) + NB = 5,6, de aquí despejas: NB = 5,6 - F*sen(45°) (1);
luego, sustituyes la expresión señalada (1) en la primera ecuación, distribuyes, y queda:
F*cos(45°) - 0,56 + 0,10*F*sen(45°) = 2,24;
luego, haces pasaje de término, extraes factor común, y queda:
F*( sen(45°) + 0,10*cos(45°) ) = 2,80;
luego, haces pasaje de factor como divisor, y queda:
F = 2,80/( sen(45°) + 0,10*cos(45°) ) ≅ 3,60 N;
luego, reemplazas en la ecuación señalada (1), y queda:
NB = 3,05 N.
Espero haberte ayudado.
Hola buenas tengo un problemilla con este ejercicio de la ley fundamental de Newton.
Al empujar un objeto de 75 kg de masa situado sobre un plano horizontal con una fuerza de 100 N , el cuerrpo recorre una distancia de 50m en 10s Calcular la velocidad final que alcanza el objeto (sin dejar de hacer fuerza sobre el) y la fuerza de rozamiento que se pone en dicho movimiento.
Lo que principalmente no entiendo es el tema de la velocidad porque si te dice que halles la velocidad final sin dejar de hacer fuerza, entonces el objeto ni se parará ni acelerará.
Muchas gracias.
Hola, es movimiento uniformemente acelerado, claro que acelera porque la velocidad inicial y final no son la misma. Al iniciar el movimiento, hay que sacar el objeto del reposo y la velocidad irá aumentando proporcionalmente, ésta variación produce una aceleración uniforme. Saludos
m = 75 kg
F = 100 N
X = 50 m
t = 10 s
Vf ?
Froz?
X = V0· t + ½ · a · t2
50 = ½ · a · 102
50 = 50 · a
a = 1 m/s2
Vf= V0+ a · t
Vf=
1 · 10 = 10 m/s
Fr = m · a
100 – Froz = 75 · 1
Froz = 25 N
Se utiliza cinemática
X=Xo +Vot+(1/2)at^2
Colocas es sistema de referencia enxo=0 donde el bloque se empujará por tanto se considera Vo=0 m/s así:
X=(1/2)at^2 en t=10s X=50m despejamos a
a=2X/(t^2) sustituimos los valores
a=2(50m)/(10s)^2
a=100m/(100s^2)=1m/s^2
Ahora usas Vf=Vo + at
Como Vo=0 entonces
Vf= (1m/s^2)(10s)= 10m/s
Pkanteas sumatorua de fuerzas
F-fr= ma despejas fr
F-ma=fr sustituyese datos
fr=[100N]-[(75kg)*(1m/s^2)]
fr =100N-75N= 25N
fr: fuerza de rozamiento en este caso como el objeto se desplaza es fricción cinética
Al contrario como la fuerza es constante y se aplica durante el intervalo de tiempo sabes Fuerza neta=ma como hay fuerza eso implica una aceleración del movil , mientras la fuerza se aplique con esa magnitud la aceleración seguirá constante durante todo el movimiento
En tu caso por vectores el vector fuerza será
----------> - <------- = ---->
F-fr=25 N magnitud dirección x positivo
Las fuerza se restan la resultante es la flecha pequeña que es constante y implica que la aceleración ed constante
Para el el inciso a como la masa se coloca y se baja hasta dejarla en equilibrio puedes plantear suma de fuerza
Fs- mg=0
FS=Kx
FS: fuerza del resorte
Fs=Kx ( magnitud)
X es el alargamiento
Kx= mg
K=mg/x
X= 23.5-11.5=12cm
Pasa a metros y queda x= 0.12m y m=300g en kg es m= 0.300kg
K=[(9.8m/s^2)*(0.300Kg)]/(0.12m)
Tienes las posiciones extremas que alcanza el oscilador: -A = -2 m, A = 2 m;
y observa que el centro de oscilación es: x0 = 0, que es la posición media entre las posiciones extremas.
Tienes el valor de la mitad del periodo de oscilación: T/2 = 0,5 s (observa que en una oscilación completa, tienes que el móvil recorre dos veces la distancia que separa a las posiciones extremas), por lo que tienes: T = 0,5*2 = 1 s.
Luego, planteas la expresión del coeficiente angular (o pulsación), en función del periodo de oscilación, y queda:
ω = 2π/T = 2π/1 = 2π rad/s.
a)
Plantea la expresión de la función elongación, en la forma más práctica para el caso en que el móvil se encuentra en la posición de equilibrio en el instante inicial:
x = A*sen(ω*t), reemplazas valores, y queda:
x(t) = 2*sen(2π*t);
luego, recuerda la identidad trigonométrica: sen(α) = cos(α-π/2), luego la aplicas, y queda:
x(t) = 2*cos(2π*t - π/2).
b)
Planteas la expresión de la función velocidad, en la forma más práctica para el caso en que el móvil se encuentra en la posición de equlibrio en el instante inicial:
v = ωA*cos(ω*t), reemplazas valores, resuelves el coeficiente, y queda:
v(t) = 4π*cos(2π*t);
luego, recuerda la identidad trigonométrica: cos(α) = sen(α+π/2), luego la aplicas, y queda:
v(t) = 4π*sen(2π*t + π/2).
c)
Planteas la expresión de la función velocidad, en la forma más práctica para el caso en que el móvil se encuentra en la posición de equlibrio en el instante inicial:
a = -ω2A*sen(ω*t), reemplazas valores, resuelves el coeficiente, y queda:
a(t) = -4π2*sen(2π*t)
luego, recuerda la identidad trigonométrica: sen(α) = cos(α-π/2), luego la aplicas, y queda:
a(t) = -4π2*cos(2π*t - π/2).
Aclaración: observa que hemos elegido identidades trigonométricas, pero existen otras que permiten expresar a las funciones en formas equivalentes
Espero haberte ayudado.
Soy docente de matemática y física universitaria y me encanta la forma didáctica y pedagógica al explicar, felicitaciones!! Tengo un microrrelato científico, me gustaría lo analice, es una gran verdad... http://www.fundacionaquae.org/teoria-electrodinamica-de-la-gravedad-nikola-tesla/