Ayuda en Fisica

Un esquiador de 80 kg desciende por una colina de 60 m de altura. Partiendo a una velocidad de 5 m/s, tarda 5 s en llegar al pie de la colina. Considerando que no se impulsa con los bastones, y que se despreciar el rozamiento con la nieve y con el aire, responda:

a. Con que velocidad llega el esquiador al pie de la colina?

∆Em = Wfn

Donde

∆Em = variación de la energía mecánica = Emf – Emi

Emf = energía mecánica final = Epf + Ecf

Epf = energía potencial final = m g hf

.m = masa = 80 kg

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

hf = altura final = 0

Ecf = energía cinética final = 1/ 2 m vf^2

vf = velocidad final

Emi = energía mecánica inicial = Epi + Eci

Epi = energía potencial inicial = m g hi

hi = altura inicial = 60 m

Eci = energía cinética inicial = 1/ 2 m vi^2

vi = velocidad inicial = 5 m/s

W = trabajo de las fuerzas no conservativas = 0 (no hay fuerzas no conservativas)

Reemplazando y despejando vf

vf = raíz ((1/ 2 m vi^2 + m g hi) / (1/ 2 m)) = raíz ((5 m/s)^2 + 2 * 10 m/s² 60 m) = 35 m/s

b. cual fue la potencia media desarrollada por la fuerza peso?

Pot = Wp / t

Donde

Pot = potencia

Wp = trabajo de la fuerza peso = P h cos 0°

P = peso = m g

h = altura = hi – hf = 60 m

t = tiempo = 5 seg

Reemplazando

Pot = m g h / t = 80 kg 10 m/s²60 m / 5 s = 9600 W

domingo, 4 de mayo de 2025

Biofísica 1 P Sep 24 TB2 - 6. Mecánica

Un cuerpo de 100 kg de masa se desplaza sobre una superficie horizontal, tirado por un cable paralelo a la misma que ejerce una fuerza en la dirección y sentido del movimiento. Simultáneamente el cuerpo sufre una fuerza de rozamiento de módulo 100 N. En esas condiciones, el objeto aumenta su velocidad como se muestra en la figura.

a. Calcule la fuerza que ejerce el cable.

F – Froz = m a

Donde

F = fuerza del cable

Froz = fuerza de rozamiento = 100 N

m = masa = 100 kg

a = aceleración = (vf – vi) / t

vf = velocidad final = 20 m/s

vi = velocidad inicial = 10 m/s

t = tiempo transcurrido = 4 seg

Reemplazando y despejando F

F = m (vf – vi) t + Froz = 100 kg (20 m/s – 10 m/s) / 4 + 100 N = 350 N

b. Calcule el trabajo realizado por la fuerza de rozamiento.

W = Froz d cos 180°

Donde

W = trabajo

Froz = fuerza de rozamiento = 100 N

d = distancia recorrida = área v – t = 10 m/s 4 seg + (20 m/s – 10 m/s) 4 seg / 2 = 60 m

Reemplazando

W = 100 N 60 m (-1) = - 6000 J

sábado, 3 de mayo de 2025

Biofísica 1 P Sep 24 TB2 - 5. Fluidos

Un fluido ideal de densidad 1 kg/lt ingresa a un caño con una velocidad de 5 m/s, desciende gradualmente y sale del mismo a 10 m/s. La presión disminuye de 150 kPa (entrada) a 125 kPa (salida). Si la entrada del caño tiene una sección transversal de 3 cm² y se encuentra a 2 m de altura respecto del piso, responda:

a. ¿Cuál es la sección transversal del caño en la salida?

Q = v1 S1 = v2 S2 (ecuación de continuidad)

Donde

Q = caudal

v1 = velocidad de entrada = 5 m/s

S1 = sección de entrada = 3 cm²

v2 = velocidad de salida = 10 m/s

S2 = sección de salida

Reemplazando y despejando S2

S2 = v1 S1 / v2 = 5 m/s 3 cm² / 10 m/s = 1,5 cm²

b. ¿A qué altura respecto del piso se encuentra la salida del caño?

P1 + 1 / 2 δ v1^2 + δ g h1 = P2 + 1 / 2 δ v2^2 + δ g h2

Donde

P1 = presión de entrada = 150 kPa = 150 000 Pa

δ = densidad = 1 kg/lt (1000 dm³ / 1 m³) = 1000 kg/m³

v1 = velocidad de entrada = 5 m/s

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

h1 = altura de entrada = 2 m

P2 = presión de entrada = 125 kPa = 125 000 Pa

v2 = velocidad de salida = 10 m/s

h2 = altura de salida

Reemplazando y despejando h2

h2 = (P1 + 1 / 2 δ v1^2 + δ g h1 - P2 - 1 / 2 δ v2^2) / (δ g) = ((150000Pa – 125000 Pa) + 1/ 2 * 1000 kg/m³ ((5 m/s)^2 – (10 m/s)^2) + 1000 kg/m³ 10 m/s² 2 m) / (1000 kg/m³ 10 m/s²) = 0,75 m

viernes, 2 de mayo de 2025

Biofísica 1 P Sep 24 TB2 - 4. Fenómenos de transporte

Cuando una membrana semipermeable separa dos soluciones acuosas de distinta concentración osmolar, que están a la misma temperatura, ocurre que:

∏ = Osm R T

donde

∏ = presión osmótica de cada recipiente

Osm = osmolaridad de cada solución = M i

M = molaridad de cada la solución

i = factor de Van´t Hoff

R = constante de los gases

T = temperatura

Reemplazando

∏M = MM i R T

∏m = Mm i R T

Donde

MM = molaridad de la solución de mayor concentración

Mm = molaridad de la solución de menor concentración

∏M = presión osmótica de la solución de mayor concentración

∏m = presión osmótica de la solución de menor concentración

MM > Mm à ∏M > ∏m

∏M > ∏m à el agua pasa de la solución menos concentrada a la de mayor concentrada

□ Pasa agua de la solución más concentrada a la menos concentrada

Falso

∏M > ∏m à el agua pasa de la solución menos concentrada a la de mayor concentrada

█ Pasa agua de la solución menos concentrada a la más concentrada

Verdadero

∏M > ∏m à el agua pasa de la solución menos concentrada a la de mayor concentrada

□ Pasa soluto de la solución más concentrada a la menos concentrada

Falso

El soluto no pasa por la membrana semipermeable

□ Pasa soluto de la solución menos concentrada a la más concentrada

Falso

El soluto no pasa por la membrana semipermeable

□ Pasa soluto y agua de la solución más concentrada a la menos concentrada

Falso

El soluto no pasa por la membrana semipermeable

□ Pasa soluto y agua de la solución menos concentrada a la más concentrada

Falso

El soluto no pasa por la membrana semipermeable

jueves, 1 de mayo de 2025

Biofísica 1 P Sep 24 TB2 - 3. Mecánica

Un proyectil es disparado verticalmente hacia arriba, desde una altura de 40 m, con una velocidad de 60 m/s. Si el efecto del rozamiento con el aire es depreciable, la altura máxima alcanzada respecto del piso y el tiempo que tarda en alcanzarla serán, respectivamente:

□ 260 m y 12 s	█ 220 m y 6 s	□ 180 m y 6 s
□ 260 m y 6 s	□ 220 m y 12 s	□ 180 m y 3 s

Ecuaciones horarias

y = yo + vo t – 1/ 2 g t^2

v =vo - g t

Donde

y = altura en el instante t

yo = altura inicial = 40 m

vo = velocidad inicial = 60 m/s

v = velocidad en el instante t

g = aceleración de la gravedad = 10 m/s²

t = tiempo

Reemplazando en la ecuación de la velocidad para v = 0 (altura máxima)

0 = vo – g t

Despejando t

t = vo / g = 60 m/s / 10 m/s² = 6 s

Reemplazando en la ecuación de la altura

y = 40 m + 60 m/s 6 s – 1/ 2 10 m/s² (6 s)^2 = 220 m