Duda mecanica

[123456]

Buenas, hay una pregunta en un test de oposición que dice lo siguiente;
Cual de las tiendas de campaña es mas estable y mejor asegurada?


Yo pienso que seria la A, pero el profesor de al academia dijo que la C.... ¿ que opinais?

Otra duda, una rampa se ponen 3 bolas, una bola grande de 10 kg de peso, una mediana de 15 kg de peso y otra pequeña de 20 kg de peso. ¿Cual de ellas llegaria antes al suelo?
A) la grande B) la mediana C) la pequeña D) No se puede saber

* Si por ejemplo pone una opcion que todas a la vez, esa seria la correcta. Pero aquí no la da asique dudo si la de menor peso mayor velocidad nose...

muchas gracias!

[PedroAAI]

Re: Duda mecanica

Hola 123456, en la segunda pregunta que hiciste voy a suponer que hay rozamiento en la rampa (si no fuera así las bolas no rodarían, solo deslizarían), en este caso, dado que la aceleración de las bolas no dependen ni de su radio, ni su masa, solo del ángulo que forma la rampa con el suelo, llegarían las 3 al mismo tiempo.
Dado que no especificas el nivel que tienes, me voy a mojar y te dejo este enlace donde explica muy bien todo eso:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/s...inclinado.html

Respecto a la primera pregunta, no se me ocurre ahora mismo una explicación física por lo que la dejo a otro forero. Sin embargo, mi intuición también me dice que es la respuesta A (aunque la intuición a veces juega malas pasadas), de hecho las instrucciones de las tiendan de campaña te recomiendan clavar las piquetas formando un angulo de 45º con el suelo.

Un saludo.

[Umbopa]

Re: Duda mecanica

Hola 123456, en la segunda pregunta que hiciste voy a suponer que las tres bolas tienen el mismo radio y que hay rozamiento en la rampa (si no fuera así las bolas no rodarían, solo deslizarían), en este caso, dado que la fuerza de rozamiento es proporcional a la masa, las que tienen mayor masa se frenarán más y por lo tanto llegará primero la de menor masa, es decir la de 10 Kg.
Dado que no especificas el nivel que tienes, me voy a mojar y te dejo este enlace donde explica muy bien todo eso:
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_/s...inclinado.html

Respecto a la primera pregunta, no se me ocurre ahora mismo una explicación física por lo que la dejo a otro forero. Sin embargo, mi intuición también me dice que es la respuesta A (aunque la intuición a veces juega malas pasadas), de hecho las instrucciones de las tiendan de campaña te recomiendan clavar las piquetas formando un angulo de 45º con el suelo.

Un saludo.

No es cierto, las tres llegan a la vez.
Si consideras el rozamiento con el aire, entonces la de mayor masa llega un poco antes.

[visitante20160513]

Re: Duda mecanica

Si se desprecian los rozamientos y se cumple que las bolas deslizan sin rodar, lo cual es mucho suponer, entonces llegan las tres a la vez. Si hay rozamiento, aunque sea el mismo para las tres bolas, la cosa se complica porque las bolas bajan rodando debido al rozamiento precisamente. Resolver el problema es bastante complejo y aunque es posible realizar los cálculos no debe ser tan sencillo llegar a una conclusión. Piensa que las bolas al rodar absorben una parte de su energía cinética y eso hace que desciendan con mayor lentitud, y entonces ahí ya interviene el radio de las bolas. Si pesan lo mismo y están hechas del mismo material no pueden tener el mismo radio y si están hechas de distinto material para que tengan el mismo radio su comportamiento en el rozamiento debería ser distinto Si además suponemos que existe rozamiento con el aire entonces yo diría que la cosa se vuelve imposible de resolver porque dicho rozamiento dependerá además de los radios de las bolas que son desconocidos. Este tipo de problemas en que claramente faltan datos y según se interprete el enunciado se llega a una u otra solución me pone de los nervios. Lo que quisiera es ver como se razona la solución para demostrarle al que lo ideó que su razonamiento es falso. Tres cuartos de lo mismo con el problema de la tienda. Sin saber como está diseñado el anclaje, como trabaja la sujeción al trapo, el tipo de suelo, y hacia donde empuja el viento es imposible tomar una decisión. Por ejemplo si el viento es perpendicular al plano del papel pues no van a dormir muy bien lo que se metan dentro.

Salu2, Jabato.

[PedroAAI]

Re: Duda mecanica

Sí, ya me di cuenta de que metiera la pata y edité el comentario. Mil perdones

Un saludo

[Umbopa]

Re: Duda mecanica

Si se desprecian los rozamientos y se cumple que las bolas deslizan sin rodar, lo cual es mucho suponer, entonces llegan las tres a la vez. Si hay rozamiento, aunque sea el mismo para las tres bolas, la cosa se complica porque las bolas bajan rodando debido al rozamiento precisamente. Resolver el problema es bastante complejo y aunque es posible realizar los cálculos no debe ser tan sencillo llegar a una conclusión. Si además suponemos que existe rozamiento con el aire entonces yo diría que la cosa se vuelve imposible de resolver. Este tipo de problemas en que claramente faltan datos y según se interprete el enunciado se llega auna u otra solución me pone de los nervios. Lo que quisiera es ver como se razona la solución para demostrarle al que lo ideó que su razonamiento seguro es falso. Tres cuartos de lo mismo con el problema de la tienda. Sin saber como está diseñado el anclaje, como trabaja la sujeción, el tipo de suelo, y hacia donde empuja el viento es imposible tomar una decisión.

Salu2, Jabato.

El caso en que la bola rueda, suponiendo que la rueda es ideal (esto significa que no se deforma) el resultado es muy sencillo (es el primer ejercicio que se estudia en mecánica cuando se hace rodadura) y el resultado es que llegan a la vez, idependientemente del radio y la masa.

Si no te lo crees coges una mesa de tu casa pones un desnivel en las patas y vas probando con objetos distintos (que rueden) y veras el resultado...

PD: el caso con rozamiento con el aire no es más complicado, hay que considerar $\vec{F_R} \propto \vec{v}$ o $\vec{F_R} \propto v^2 \vec{u_v}$ o de otro tipo dependiendo del número de Reynolds, y en este caso la velocidad final depende de la masa, del radio y de otros factores

[PedroAAI]

Re: Duda mecanica

La contestación de Jabato es muy buena, pero tratando de un problema de secundaria será el mítico problema de rodadura sin deslizar, que aparece en el enlace que dejé en mi primer comentario.
Y lo que dice Atrode, el año pasado hice algún experimento de este tipo en primero de física y los resultados se aproximan bastante bien a lo esperado.

Un saludo

[123456]

Re: Duda mecanica

En el de las bolas, en algunos test que hago y el profesor explico ya que el nivel de la oposicion es nivel ESO y poco más, pero fisica he dado poco solo en3º de la eso y no tengo muchos conocimientos de ella, el profesor explico que a menos masa mas velocidad, como el caso de que un coche los tres con la misma potencia...llega antes el que menos pese y tres coches de diferente tamaño pero mismo peso y potencia llegan a la vez, asi que en los test suele poner que a menor peso mas velocidad...por lo que yo pienso que seria la que menos peso llegue antes

[Umbopa]

Re: Duda mecanica

En el de las bolas, en algunos test que hago y el profesor explico ya que el nivel de la oposicion es nivel ESO y poco más, pero fisica he dado poco solo en3º de la eso y no tengo muchos conocimientos de ella, el profesor explico que a menos masa mas velocidad, como el caso de que un coche los tres con la misma potencia...llega antes el que menos pese y tres coches de diferente tamaño pero mismo peso y potencia llegan a la vez, asi que en los test suele poner que a menor peso mas velocidad...por lo que yo pienso que seria la que menos peso llegue antes

Pues tu profesor se equivoca, ya que ni la expriencia de laboratorio ni las leyes más fundamentalas de la física avalan sus argumentos.

[Breogan]

Re: Duda mecanica

Hola:

Para empezar creo que ambas preguntas son muy ambiguas como para poder dar una respuesta contundente.

Buenas, hay una pregunta en un test de oposición que dice lo siguiente;
Cual de las tiendas de campaña es mas estable y mejor asegurada?


Yo pienso que seria la A, pero el profesor de al academia dijo que la C.... ¿ que opinais?

Para esta pregunta no voy a dar una respuesta, solo comentar que en mis años mozos me enseñaron que al armar una carpa se debe cuidar que las estacas de la carpa deben quedar lo mas perpendiculares posible a los tientos de esta.

Otra duda, una rampa se ponen 3 bolas, una bola grande de 10 kg de peso, una mediana de 15 kg de peso y otra pequeña de 20 kg de peso. ¿Cual de ellas llegaria antes al suelo?
A) la grande B) la mediana C) la pequeña D) No se puede saber

* Si por ejemplo pone una opcion que todas a la vez, esa seria la correcta. Pero aquí no la da asique dudo si la de menor peso mayor velocidad nose...

muchas gracias!

En cuanto a esta pregunta se deben hacer variadas suposiciones, yo voy a explicitar sola las referentes al tipo de movimiento, quedando implícitas las suposiciones necesarias para que estas sean posibles.

Vamos a suponer tres posibilidades de movimiento: deslizamiento puro (sin rodadura), rodadura pura (sin deslizamiento), y deslizamiento con rodadura.

Deslizamiento puro:

No es el mas indicado, pero el que agrego es un dibujo que ya tenia cargado (para ahorrar espacio):

Dado un conjunto de masas esféricas con masas m_i , que se deslizan sobre un plano inclinado sin rozamiento alguno, estas están sometidas a una fuerza en el sentido de su movimiento igual a:

$\dst F_i = m_i \ g \ sen \theta$

y sus aceleraciones estan dadas por la 2º ley de Newton:

$\dst F_i = m_i \ a_i$

reemplazando la primera en la ultima y despejando queda:

$\dst a_i = g \ sen \theta$

Se ve, como es de esperar, que si no hay rozamiento todos los cuerpos bajan con la misma aceleracion, por lo cual todos llegan juntos al final del plano inclinado.

Rodadura pura:


En este caso voy a usar el método de las energías por ser mas sencillo, aunque por dinámica debería salir igual. Para esto necesitamos elegir un SR, elijo el origen a nivel del suelo con el eje "y" vertical positivo hacia arriba, y el eje "x" horizontal positivo hacia la derecha.
En este SR todas las esferas parten del mismo punto (0,H) en el instante t=0, su posición en un instante t>0 estará dado por el par de coordenadas (x,y), entonces el balance de energía mecánica para la esfera i quedara:

$\dst E_{{Mi}_0} = E_{{Mi}_f}$

$\dst m_i \ g \ H = m_i \ g \ y_i \ + \ \frac 1 2 \ m_i \ v_{ci}^2 \ + \ \frac 1 2 I_i \ \omega_i^2$

donde vci, es la velocidad lineal del centro de masa de la esfera i.
Suponiendo densidad uniforme de la esfera, y rodadura pura; sabemos que:

$\dst I_i = \frac 2 5 \ m_i \ R_i^2 \quad y \quad \omega_i = \frac {v_{ci}} {R_i}$

Reemplazando en el balance de energía:

$\dst m_i \ g \ H = m_i \ g \ y_i \ + \ \frac 1 2 \ m_i \ v_{ci}^2 \ + \ \frac 1 2 \ \frac 2 5 \ m_i \ R_i^2 \ (\frac {v_{ci}} {R_i})^2$

$\dst g \ H = g \ y_i \ + \ \frac 1 2 \ v_{ci}^2 \ + \ \frac 1 5 \ v_{ci}^2$

$\dst g \ H = g \ y_i \ + \ \frac 7 {10} \ v_{ci}^2$

derivando respecto del tiempo:

$\dst 0 = g \ \dot y_i \ + \ \frac 7 5 \ v_{ci} \ \dot v_{ci}$

y como $\dst \dot y_i = v_{ci} \ sen \theta$, y $\dst \dot v_{ci} = a_{ci}$ resulta que:

$\dst 0 = g \ v_{ci} \ sen \theta \ + \ \frac 7 5 \ v_{ci} \ a_{ci}$

y

$\dst a_{ci} = -\frac 5 7 \ g \ sen \theta$

donde g (en nuestro SR) es negativo.
Como se ve la aceleración de las esferas no depende en este caso de la masa o el diámetro de cada esfera. Así que también en este caso las esferas llegan simultáneamente al piso.

Falta el ultimo caso, pero debo por ahora dejar el post inconcluso, disculpas.

Espero no haberme equivocado, y que sea comprensible.

s.e.u.o.

Suerte

[123456]

Re: Duda mecanica

Buenas de nuevo!

Os expongo otra pregunta que crea varios líos de cabeza para los que no entendemos del tema de la física.

Desde mis pocos conocimientos hay una pregunta que pone que globo subirá y ascenderá , uno de aire o uno de oxígeno..mi respuesta fue que ninguno de los dos, ya que solo subiría el helio. ¿ es así?


Formulo las preguntas que causan dudas.

1º.- ¿ qué globo subirá más rápido? Suponiendo que son de helio.
A) Grande B) mediano C) pequeño

2º ¿ qué globo ascenderá más alto? Suponiendo que son de helio.
A) Grande B) Mediano C) Pequeño


Muchas gracias, espero vuestras respuestas!!

Saludos!

[Visitante]

Re: Duda mecanica

1º.- ¿ qué globo subirá más rápido? Suponiendo que son de helio.
A) Grande B) mediano C) pequeño

Creo que el A) porque desplaza mayor volumen de aire y del 2º creo que es el c) aunque no estoy muy seguro, si no puedes hacer la prueba, coges dos globos de helio y miras a ver cuál sube más rápido y más alto.

Pd: Sería recomendable que abrieses un nuevo hilo con este tema para no estar abriendo viejos hilos en los que este tema no tiene nada que ver.

Saludos,
Malevolex