Ayuda Por favor, ya he calculado el volumen total pero no se como encontrar la fuerza total en el desnivel, no se que punto debo usar o que altura
Buenas.
En este ejercicio dice:
En condiciones de CD en estado estable, hallar i y V (donde t es infinito).
Lo que hice fue transformar los capacitores en un circuito abierto, y los inductores en corto circuito, respectivamente.
Por lo tanto me quedaron dos resistencias en paralelo(30k y 20k), las calcule y me dió 12kΩ.
Luego solo me quedaba la fuente de tensión una resistencia, por lo cual i tendría que valer 5ma, y al aplicar la ley de ohm V tendría que valer 60v.
Hice el ejercicio bien, o tuve algún fallo?
¡Gracias!
En estos casos te recomiendo que siempre trabajes con el circuito original; osea sin reducir nada. La razón de esto es que si no tienes el debido cuidado puedes perder las variables originales. Al reducir las resistencias en paralelo, el voltaje del capacitor no lo pierdes ya que la resistencia equivalente compartirá igual los mismos bornes que tendrían las resistencias en separado con el capacitor. Quiere decir que el voltaje del capacitor lo tienes correcto. Sin embargo, haciendo esta reducción pierdes la corriente del inductor. Del circuito original, aplicando un divisor de corriente tenemos que:
i = [(30x103)/(30x103+20x103)]*5x10-3
i = 3 mA
Que seria el valor correcto para la corriente del inductor.
Tienes los datos:
EM = 1250 J,
M = 5 Kg;
luego, considera un sistema de referencia con eje de posiciones (alturas) OY con dirección vertical y sentido positivo hacia arriba, y con origen de coordenadas a nivel del punto de lanzamiento del objeto.
Luego, planteas la expresión de su energía mecánica en el instante de lanzamiento, y queda:
EPi + ECi = EM, sustituyes expresiones, y queda:
M*g*yi + (1/2)*M*vi2 = EM, reemplazas valores, y queda:
5*9,8*0 + (1/2)*5*vi2 = 1250, cancelas el término nulo, y de aquí despejas:
vi2 = 500, extraes raíz cuadrada positiva en ambos miembros, y queda:
vi = √(500) ≅ 22,361 m/s.
Luego, planteas la expresión de su energía mecánica en el instante de altura máxima, y queda:
EPM + ECM = EM, sustituyes expresiones, y queda:
M*g*yM + (1/2)*M*vM2 = EM, reemplazas valores, y queda:
5*9,8*yM + (1/2)*5*02 = 1250, cancelas el término nulo, y de aquí despejas:
yM ≅ 25,510 m.
Espero haberte ayudado.
Si los resultados los obtienes sí.
Un poco desastroso tu procedimiento. Sería deseable anotaras los datos, fórmulas a utilizar y fueras sustituyendo poco a poco de manera ordenada y clara. Porque veo que calculas cosas en un lado y en otro, pero sin orden. Y eso es muy importante a la hora de resolver problemas, tenlo en cuenta.
Y también mírate los vídeos de caída libre por favor
Tiro Vertical - Caída libre
La magnitud de la fuerza que ejercen el sol y la luna sobre la tierra se determinan con la expresión:
F = (G*mT*mx)/rx2
Donde:
G es la constante gravitacional con valor de 6.673x10-11N*m2/kg2
mT es la masa de la tierra.
mx puede ser la masa del sol (mS) o la masa de la luna (mL).
rx puede ser la distancia entre la tierra-sol (rTS) o la distancia entre la tierra-luna (rTL).
Esta fuerza que ejercen el sol y la luna serán siempre de atracción, por lo que su vector apuntara siempre hacia la masa perturbadora (sol o luna).
La referencia la tomaremos en la tierra (punto cero).
Dicho esto, vamos a desarrollar para cada fase.
Para la fase #1:
La fuerza que ejerce la luna sobre la tierra vale:
FLT = - (G*mT*mL)/rTL2 i
La fuerza que ejerce el sol sobre la tierra vale:
FST = - (G*mT*mS)/rTS2 i
La fuerza total se obtiene haciendo la sumatoria vectorial, en este caso unidimensional.
FT = FLT + FST = - (G*mT*mL)/rTL2 i - (G*mT*mS)/rTS2 i
FT = - G*mT*(mL/rTL2 + mS/rTS2) i
Para la fase #2:
La fuerza que ejerce la luna sobre la tierra vale:
FLT = (G*mT*mL)/rTL2 i
La fuerza que ejerce el sol sobre la tierra vale:
FST = - (G*mT*mS)/rTS2 i
La fuerza total se obtiene haciendo la sumatoria vectorial, unidimensional nuevamente.
FT = FLT + FST = (G*mT*mL)/rTL2 i - (G*mT*mS)/rTS2 i
FT = G*mT*(mL/rTL2 - mS/rTS2) i
Para la fase #3:
La fuerza que ejerce la luna sobre la tierra vale:
FLT = - (G*mT*mL)/rTL2 j
La fuerza que ejerce el sol sobre la tierra vale:
FST = - (G*mT*mS)/rTS2 i
La fuerza total se obtiene haciendo la sumatoria vectorial, en este caso es bidimensional.
FT = FLT + FST = - (G*mT*mL)/rTL2 j - (G*mT*mS)/rTS2 i
FT = - (G*mT*mS)/rTS2 i - (G*mT*mL)/rTL2 j
La fuerza resultante en cada fase la puedes obtener aplicando el teorema de pitagoras.
Tienes los datos:
M = 0,5 Kg (masa de la partícula),
ti = 0 (instante inicial),
r(0) = < 5 , 5 > m (posición inicial),
v(0) = < -1 , 1 > m/s (velocidad inicial),
F1 = < -3 , -5 > N (primera fuerza aplicada),
F2 = < 2,5 , -2 > N (segunda fuerza aplicada),
F3 = < 2 , 10 > N (tercera fuerza aplicada).
Luego, planteas la expresión de la fuerza resultante, y queda:
F = F1 + F2 + F3, reemplazas expresiones, y queda:
F = < -3 , -5 > + < 2,5 , -2 > + < 2 , 10 >, resuelves, y queda:
F = < 1,5 , 3 > N.
Luego, a partir de la Segunda Ley de Newton, planteas la expresión de la aceleración, y queda:
a = F/M, reemplazas expresiones, y queda:
a = < 1,5 , 3 >/0,5, resuelves, y queda:
a = < 3 , 6 > m/s2 (observa que la aceleración es constante).
Luego, planteas la expresión de la velocidad de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:
v(t) = v(0) + a*t, reemplazas la expresión de la velocidad inicial y la expresión de la aceleración, y queda:
v(t) = < -1 , 1 > + < 3 , 6 >*t (en m/s) (1),
que es la expresión vectorial de la función velocidad de la partícula con las condiciones de tu enunciado.
Luego, planteas la expresión de la posición de Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado, y queda:
r(t) = r(0) + v(0)*t + (1/2)*a*t2, reemplazas la expresión de la posición inicial, la expresión de la velocidad inicial y la expresión de la aceleración, y queda:
r(t) = < 5 , 5 > + < -1 , 1 >* + (1/2)*< 3 , 6 >*t2 (en m),
que es la expresión vectorial de la función posición de la partícula con las condiciones de tu enunciado.
Luego, evalúas la expresión señalada (1) para el instante en estudio (t = 2,5 s), y queda:
v(2,5) = < -1 , 1 > + < 3 , 6 >*2,5, resuelves el segundo término, y queda:
v(2,5) = < -1 , 1 > + < 7,5 , 15 >, resuelves la suma vectorial, y queda:
v(2,5) = < 6,5 , 16 > m/s.
Espero haberte ayudado.