Otras carreras Problemas física 1r año de ingeniería.

[santiph]

Muy buenas, tengo para hoy un test online de física y llevo desde ayer intentando resolverlos, pero al poner las soluciones me ha dicho que esta incorrecto. Esperaba que pudieran ayudarme

El primero de los 3 problemas es el siguiente:

g=9,81 m/s·s

El cuerpo que esta en el punto A, tiene 1kg de masa. En el plano inclinado AB, hay friccion, el coeficiente es de 0,2.
En el tramo BCD no hay fricción.
Despues de D, el cuerpo describe un tiro parabolico e impacta con E.

Se pide el módulo de la velocidad de impacto.

Os describo lo que yo he hecho, a ver si encontrais el error.

Primero he comparado el punto B con el A:

${W}_{nc} = {H}_{B} - {H}_{A}$
${F}_{friccion} * \cos 180 * 10 = \frac{1}{2} * m * {v^2}_{B} - m*g* 10* \sin 60$

y el resultado de aislar $v_B$ = 12,880768 m/s

Luego, el trambo BCD, al no haber fricción, hay conservacion de la energia, por tanto el cuerpo abandonará D con un angulo de 60º respecto a la horizontal y a velocidad $v_D = v_B$

A continuación he calculado la altura del punto E siguiendo estos pasos:

calculo las componentes horizontal y vertical de $v_D$:

$v_{DX} = v_D * cos 60 = 6,44038 m/s$
$v_{DY} = v_D * sin 60 = 11,15507 m/s$

Describo las ecuaciones del movimiento en cada eje:

$x(t) = x_0 + v_{0x}*t = 6,44038t$
$y(t) = x_0 + v_{0y}*t - \frac{1}{2} * g* t^2 = 11,15507 t - 4,905 t^2$

Ahora para encontrar el punto en donde se cruza el tiro parabolico con el plano inclinado, uso la ecuacion de la recta DE:
$y = \tan 30 * x$

Y substituyo por las ecuaciones anteriores:
$11,15507 t - 4,905 t^2 =\tan 30 * 6,44038t$

y encuentro que $t = 1,51615 s$

Ahora ya puedo saber la y

$y(t) = 11,15507 t - 4,905 t^2 = 5,63758 m = h'$

Luego he comparado la energia en el punto D con el punto E:

[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

y me sale $v_E = 7,43672 m/s$

pero al introducir esa solucion, el cuestonario me devuelve que está incorrecto. ¿Dónde me he equivocado?

[Turing]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

Hola Santi,

has considerado el 0 de energía potencial en algún lugar?

[santiph]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

Sí, perdon, el 0 de la energia potencial es en la recta BD.

[Turing]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

La verdad es que lo tienes muy bien planteado y no consigo ver el error.
El cuestionario que dices, acepta un margen de error, supongo, no? En tus cálculos hay muchos decimales que aproximas (cosa totalmente normal). Lo digo porque a veces, a mi me ha pasado, solo aceptan una única solución.

Aún así, siento no poder ayudarte más, a ver si se pasa alguien con mas conocimientos por aquí y consigue ver el problema

[santiph]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

Sí, tiene un margen de error. Pero dice que trabajemos con 5 decimales y demos el resultado con un mínimo de 3, por eso hay tantos decimales en los calculos. En principio, si el procedimiento es correcto, el resultado deberia estar dentro del margen de error ya que he trabajado con 5 decimales todo el rato.

De todos modos gracias por intentarlo.

[angel relativamente]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

He planteado el primer trozo AB por dinámica ya que no entendía muy bien tu notación de energías. La aceleración resultante es $a= g( \sin \alpha - \mu \cos \alpha )$ y por las fórmulas de cinemática me sale que $v_B= 12,2595 \; m/s$, que difiere considerablemente de tu resultado. Probablemente el error sea mío ya que lo he hecho rápido, pero te invito a hacer este segundo planteamiento a ver si te coincide.

Un saludo,

[santiph]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

Editado: He tenido una idea, luego comento

- - - Actualizado - - -

Aunque no he entendido nada de tu planteamiento, y el resultado que me has dado no es correcto, el error SÍ estaba en esa parte del problema.

Yo planteaba que el trebajo de la fuerza de fricción es igual a la diferencia de energia mecánica ( trabajo de Ff = energia cinetica en B - energia potencial en A)

Pero me había equivocado al calcular la Fuerza de fricción, ya que consideraba la Normal igual al Peso, cuando es igual a la componente vertical del Peso.

Corrigiendo eso, la velocidad en el punto B sale 11,65896 m/s ; y luego siguiendo los mismos pasos que antes llego al resultado final correcto.

[angel relativamente]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

Pues lo he vuelto a comprobar, por los dos métodos, y llego al mismo resultado:

Por dinámica: Actúan 3 fuerzas sobre el bloque: La normal, el peso y la fricción. La resultante es la diferencia de la componente horizontal del peso $P_x = mg \sin \alpha$ y la fricción $F_r = \mu mg \cos \alpha$, por lo que por la segunda ley de Newton $F=ma =mg (sin \alpha - \mu \cos \alpha )$. La aceleración será por tanto $a =g (sin \alpha - \mu \cos \alpha )$ y por las fórmulas de MRUA sabemos que $v_f^2 - v_0^2 = 2ad \Rightarrow v_f = \sqrt{2ad } = \sqrt{2gd(sin \alpha - \mu \cos \alpha ) }$.

Por energías: Con el método que propones tenemos que $-\mu m g d \cos \alpha = \dfrac 12 mv_f^2 - mgd \sin \alpha$ de donde despejando la velocidad final obtenemos de nuevo $v_f = \sqrt{2gd(sin \alpha - \mu \cos \alpha ) }$


Al sustituir ahí yo obtengo el valor que he dicho antes. ¿A qué expresión llegas tú para sustituir?

Saludos

[Turing]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

Pues lo he vuelto a comprobar, por los dos métodos, y llego al mismo resultado:

$v_f = \sqrt{2gd(sin \alpha - \mu \cos \alpha ) }$

Al sustituir ahí yo obtengo el valor que he dicho antes.

Saludos

Mmmm... Es que esa es la expresión, el problema es el ángulo del coseno creo, el cual es 30º y no 60º.

[angel relativamente]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

Mmmm... Es que esa es la expresión, el problema es el ángulo del coseno creo, el cual es 30º y no 60º.

No sé muy bien a qué te refieres. El plano inclinado tiene una inclinación de [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] , por tanto la normal vale [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] , ¿no?

[Turing]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

No sé muy bien a qué te refieres. El plano inclinado tiene una inclinación de [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] , por tanto la normal vale [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] , ¿no?

Yo no lo veo así, tu estas buscando la componente vertical y el angulo que forma el plano con la horizontal es de 60º. Tal y como dices tu, con el ángulo de 60º, la normal sería [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] . Pero el está cogiendo el ángulo que se forma con la componente vertical del peso, el cual es de 30º. Si haces una linea vertical a la izquierda del plano, tienes que el ángulo de abajo a la derecha es de 60º y el de arriba 30º. No sé si me explico.

[angel relativamente]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

Yo no lo veo así, tu estas buscando la componente vertical y el angulo que forma el plano con la horizontal es de 60º. Tal y como dices tu, con el ángulo de 60º, la normal sería [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida] . Pero el está cogiendo el ángulo que se forma con la componente vertical del peso, el cual es de 30º. Si haces una linea vertical a la izquierda del plano, tienes que el ángulo de abajo a la derecha es de 60º y el de arriba 30º. No sé si me explico.

Nada, sigo en mis trece. A pesar de creer tenerlo claro, me he dibujado el diagramita con escuadra y cartabón para ver bien dónde cae cada ángulo y sigo teniendo que:

[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]
[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

Donde he considerado que x es la dirección del plano e y su dirección normal. El plano es el que tiene por pendiente la recta AB, por si quedaban dudas.
Hazte el diagrama bien y si sigues llevándome la contraria que entre alguien a solucionar el tema. He de reconocer que llevo un tiempo sin tocar mecánica

Pero una cosa está clara: A santiph parece que la solución le ha dado, así que o lo tiene bien o le ha salido la de "dos errores es un acierto".

Un saludo

[Turing]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

[Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

El seno de 60º es igual al coseno de 60º? Falacia!

[angel relativamente]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

El seno de 60º es igual al coseno de 60º? Falacia!

Rectificado, el copy-paste es lo que tiene Gracias


Aunque si te fijas en tu imagen, el ángulo que indicas de 30º no puede ser cierto, porque entonces su complementario sería de 60º y en tu triángulo de la derecha se quedaría uno con ángulos de 60º, 60º y 90º.

[javier m]

Re: Problemas física 1r año de ingeniería.

Ese dibujo está mal xD

Angel tiene razón, son 60 grados. No hay discusión