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Ejercicios Resueltos, Situaciones de aprendizaje y VÍDEOS de Física y Química para Secundaria y Bachillerato

Conservación de la energía: velocidad de una manzana que cae de un árbol (435)

Una manzana cae del árbol desde una altura de 2.5 m. ¿Con qué velocidad llega al suelo? Supón que no hay rozamiento.

Últimos artículos

  • Ampliación: Conservación de la energía en un sistema mecánico (7105)

    , por F_y_Q

    Un objeto de masa m se libera sin velocidad inicial en una rampa de modo que desliza hacia abajo. La rampa es de longitud L , con coeficiente de rozamiento \mu y tiene un ángulo de inclinación \beta con respecto a la horizontal. Una vez que el objeto llega a la base de la rampa, sigue deslizándose por una superficie horizontal sin rozamiento, hasta tomar contacto con un resorte de constante elástica k y comprimirlo, tras lo que el resorte se expande e impulsa al objeto de vuelta hacia la rampa.

    a) Encuentra una expresión para la velocidad del objeto al llegar a la base de la rampa.

    b) Evalúa la expresión obtenida en el punto anterior considerando los siguientes datos:

    m = 15 kg ; L = 7 m ; \mu = 0.25 ; \beta = 30^o ; k = 1\ 450\ \textstyle{N\over m}

    c) Con los datos y el resultado de b), determina la deformación máxima que experimenta el resorte.

    d) Con los datos y resultados de los tres apartados primeros determina la máxima altura con respecto a la horizontal que alcanza el objeto en la rampa al detenerse después de ser impulsado por el resorte

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  • Capacitores conectados en serie y en paralelo (7104)

    , por F_y_Q

    Tres capacitores con capacitancias de 8.4, 8.4 y 4.2 mF están conectados en serie a través de una diferencia de potencial de 36 V.

    a) ¿Cuál es la carga en el capacitor de 4.2 mF?

    b) ¿Cuál es la energía total almacenada en los tres capacitores?

    c) Los capacitores se desconectan de la diferencia de potencial sin permitir que se descarguen. Después se vuelven a conectar en paralelo entre sí, con las placas con carga positiva conectadas. ¿Cuál es el voltaje a través de cada capacitor en la combinación en paralelo?

    d) ¿Cuál es la energía total que ahora está almacenada en los capacitores?

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  • Ampliación: longitud y área de hilo y plancha de oro a partir de su densidad (7103)

    , por F_y_Q

    El oro tiene una densidad de 19.32\ \textstyle{g\over cm^3} , es el metal más dúctil y puede prensarse en una hoja delgada o estirarse en una fibra larga.

    a) Si una muestra de oro, con una masa de 31.65 g, se presiona en una hoja de 1.2\ \mu m de espesor, ¿cuál es el área de la hoja?

    b) Si, en cambio, el oro se extrae en una fibra cilíndrica de radio de 2.7\ \mu m , ¿cuál es la longitud de la fibra?

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  • Efecto de introducir una lámina de Mylar entre las placas de un condensador (7102)

    , por F_y_Q

    Se mantiene una diferencia de potencial constante de 12 V entre las terminales de un capacitor de 0.25\ \mu F de placas paralelas con aire entre ellas.

    a) Se inserta una lámina de Mylar entre las placas de manera que llene por completo el espacio. Cuando se hace esto, ¿cuánta carga adicional fluye hacia la placa positiva del capacitor?

    b) ¿Cuál es la carga total inducida en cada cara de la lámina de Mylar?

    c) ¿Qué efecto tiene la lámina de Mylar en el campo eléctrico entre las placas? Explica cómo se puede conciliar este hecho con el incremento de la carga en las placas, el cual actúa para aumentar el campo eléctrico.

    Datos: K_{\text{aire}} = 1 ; K_{\text{Mylar}} = 3.1

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