Autor Tema: Ejercicios curso cero

0 Usuarios y 1 Visitante están viendo este tema.

09 Julio, 2022, 02:10 pm
Leído 1337 veces

sergioort

  • $$\Large \color{#6a84c0}\pi$$
  • Mensajes: 11
  • País: es
  • Karma: +0/-0
Estoy iniciandome en la física después de muchos años sin tocarla. Y me he iniciado en un curso cero. Me han dado estos ejercicios para resolver y me gustaría tenerlos resueltos para comprobar que lo estoy haciendo bien y de no estar haciéndolo bien saber donde me he equivocado. Me los podréis resolver? Mil gracias.

1) Encontrar las coordenadas del centro de masas de un sólido plano con densidad superficial constante \( \sigma \), que ocupa la región del plano \( XY \) bajo la curva \( y=e^x \), limitada interiormente por el eje \( X \), y lateralmente por las rectas \( x=0 \) y \( x=ln(10) \).

Mensaje corregido desde la administración.


09 Julio, 2022, 04:45 pm
Respuesta #1

Richard R Richard

  • Ingeniero Industrial
  • $$\Large \color{#9c57a6}\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 4,060
  • País: ar
  • Karma: +2/-0
  • Sexo: Masculino
  • Dentro de la ciencia todo,fuera de la ciencia nada
Me los podréis resolver? Mil gracias.


Hola, aqui y en cualquier foro el sistema funciona distinto, tu tipeas un  único enunciado por hilo,, adjunta una imagen solo si es necesario y a la vez propones tu solución, correcta o no y te damos visto bueno o no,  en cuyo caso se te propone una solución o los lineamientos para que halles la respuesta por tus propios medios, que es lo más interesante para aprender realmente, el foro no es un sitio donde le hacen la tarea a nadie, sino que compartimos el conocimiento de como hacerla.


Saludos
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

10 Julio, 2022, 12:46 pm
Respuesta #2

sergioort

  • $$\Large \color{#6a84c0}\pi$$
  • Mensajes: 11
  • País: es
  • Karma: +0/-0

el foro no es un sitio donde le hacen la tarea a nadie.  ?????

Lo primero no es ninguna tarea, puedo hacerlos o no, ni son para entregar ni son puntuables ni nada son simplemente para aprender.
Y lo de como funcionan los foros... serás tu administrador de muchos porque he visto multitud de sitios en los que sí resuelven los ejercicios para ayudar a quién no tiene ni idea de como empezar, véase unicoos por ejemplo.

Pero bueno que si aquí no se ayuda no pasa nada otros habrá.

Un saludo.

10 Julio, 2022, 01:09 pm
Respuesta #3

Richard R Richard

  • Ingeniero Industrial
  • $$\Large \color{#9c57a6}\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 4,060
  • País: ar
  • Karma: +2/-0
  • Sexo: Masculino
  • Dentro de la ciencia todo,fuera de la ciencia nada
Todos tus ejercicios se resuelven aplicando la definición de momento de inercia o de centro de masa

Centro de masa

\( X_m=\displaystyle\dfrac{ \int_S \rho x \,dS}{\int_S \rho \,dS} \)

Momento de inercia

\( I_x=\displaystyle\dfrac{ \int_S \rho x^2\, dS}{\int_S \rho \,dS} \)

Plantea tus ecuaciones para el problema que más tengas dificultades y allí estaremos para enseñarte.
El foro no esta concebido como en espacio de asesoramiento individual sino para dejar registro a futuros interesados en el mismo tema,
Si haces el esfuerzo por tipear y explicar tus dificultades con la misma cantidad de palabras con las que te justificas en no hacerlo otro podrá dedicar su tiempo a explicarte.

Saludos
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

11 Julio, 2022, 10:55 am
Respuesta #4

Luis Fuentes

  • el_manco
  • Administrador
  • Mensajes: 58,907
  • País: es
  • Karma: +0/-0
Hola

 Bienvenido al foro.

 Recuerda leer y seguir  las reglas del mismo así como el tutorial del LaTeX para escribir las fórmulas matemáticas correctamente.

 Es recomendable plantear en cada hilo un sólo ejercicio, porque hace más claras las respuestas y el posterior intercambio de observaciones sobre ellas.

 Además las imágenes deben de reservarse para gráficos complementarios, tecleando directamente el texto de la pregunta o de los problemas en el mensaje.

 Desde la administración te hemos corregido tu primer mensaje.

En cuanto a lo que te ha comentado Richard R Richard, era un indicativo de la filosofía de ESTE foro; mejor dar indicaciones que resolver completamente un ejercicio. Todo ello se explica en las reglas.

 No obstante, al mismo tiempo somos conscientes de que a veces se necesita ver un ejercicio completo para poder "arrancar"; y resolvemos completamente ejercicios. Entonces quizá Richard ha sonado más brusco de lo que él mismo pretendía.


1) Encontrar las coordenadas del centro de masas de un sólido plano con densidad superficial constante \( \sigma \), que ocupa la región del plano \( XY \) bajo la curva \( y=e^x \), limitada interiormente por el eje \( X \), y lateralmente por las rectas \( x=0 \) y \( x=ln(10) \).

Mensaje corregido desde la administración.



La masa del sólido plano se calcula integrando la densidad sobre la región que define el sólido.

\( M=\displaystyle\int_{0}^{ln(10)}\displaystyle\int_{0}^{e^x}\sigma dydx=\sigma\displaystyle\int_{0}^{ln(10)}e^xdx=\ldots=9\sigma \)

Ahora calculamos las coordenadas del centro de masas:

\( c_x=\dfrac{\displaystyle\int_{0}^{ln(10)}\displaystyle\int_{0}^{e^x}\sigma x dydx}{M}=\dfrac{\displaystyle\int_{0}^{ln(10)} x e^x dx}{9}=\ldots=\dfrac{10Ln(10)-9}{9}\approx 1.56 \)

\( c_y=\dfrac{\displaystyle\int_{0}^{ln(10)}\displaystyle\int_{0}^{e^x}\sigma y dydx}{M}=\dfrac{\dfrac{1}{2}\displaystyle\int_{0}^{ln(10)} e^{2x} dx}{9}=\ldots=\dfrac{11}{4}\approx 2.75 \)

 ¿Alguna duda? ¿Encuentras alguna dificultad especial en los restantes?.

Saludos.

11 Julio, 2022, 10:46 pm
Respuesta #5

Richard R Richard

  • Ingeniero Industrial
  • $$\Large \color{#9c57a6}\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 4,060
  • País: ar
  • Karma: +2/-0
  • Sexo: Masculino
  • Dentro de la ciencia todo,fuera de la ciencia nada
Hola Luis, el limite de integración de la segunda ecuacion \( C_y \) no llega a 0 , sino a 1 , hay que partir la integral en dos, la segunda integral entre Ln10 y 0 mientras y esta entre 0 y 1...


Saludos
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

12 Julio, 2022, 08:37 am
Respuesta #6

Luis Fuentes

  • el_manco
  • Administrador
  • Mensajes: 58,907
  • País: es
  • Karma: +0/-0
Hola

Hola Luis, el limite de integración de la segunda ecuacion \( C_y \) no llega a 0 , sino a 1 , hay que partir la integral en dos, la segunda integral entre Ln10 y 0 mientras y esta entre 0 y 1...

No lo veo. Fijado el valor de \( x \), la variable \( y \) siempre varía entre \( 0 \) y \( e^x \). ¿No?.

Saludos.

13 Julio, 2022, 01:16 am
Respuesta #7

Richard R Richard

  • Ingeniero Industrial
  • $$\Large \color{#9c57a6}\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi\,\pi$$
  • Mensajes: 4,060
  • País: ar
  • Karma: +2/-0
  • Sexo: Masculino
  • Dentro de la ciencia todo,fuera de la ciencia nada

No se, lo veo tan raro, y tantas veces me equivoco que ya ni me atrevo a comentar,

mi lógica me indica plantear

\( c_y=\dfrac{\displaystyle\int_{1}^{10}\displaystyle\int_{ln (y)}^{ln(10)}\sigma \,y \,dx\, dy +\displaystyle\int_{0}^{1}\displaystyle\int_{0}^{ln(10)}\sigma\,  y\, dx\, dy}{M}\cong 2.75001 \)

que da parecido, sino igual , así que o se debe a errores de truncamiento, o es la misma integral resuelta de otro modo .


Pd tu integral da 2.75 exactos, no hay duda, así que o nuevamente me equivoco, o ya no recuerdo que se resuelva de esa manera, pero el planteo físico es el promedio ponderado de la distancia al eje de coordenadas que es justamente  en este caso la coordenada \( y \) sobre el area(y,x) vista rotada. 


\( Y_m=\displaystyle\dfrac{ \int_S \rho y \,dS}{\int_S \rho \,dS} \)


, interpreto que tu ya sabes como matemático que es lo mismo que rotar los ejes (x,y), y evaluar la integral , ya que S es única  la parametrizas como quieras, tu integral es mas fácil, de todos modos me sonaba raro.


Haciendo esfuerzo de memoria, recurríamos a lo que tu propones cuando, la inversa de la función no existía o  era mas sencilla de hallar en tablas, como en este caso.


Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

13 Julio, 2022, 08:22 am
Respuesta #8

Luis Fuentes

  • el_manco
  • Administrador
  • Mensajes: 58,907
  • País: es
  • Karma: +0/-0
Hola

, interpreto que tu ya sabes como matemático que es lo mismo que rotar los ejes (x,y), y evaluar la integral , ya que S es única  la parametrizas como quieras, tu integral es mas fácil, de todos modos me sonaba raro.

Haciendo esfuerzo de memoria, recurríamos a lo que tu propones cuando, la inversa de la función no existía o  era mas sencilla de hallar en tablas, como en este caso.

Técnicamente se usa el Teorema de Fubini:

\( \displaystyle\int_{a}^{b}\displaystyle\int_{c}^{d}f(x,y)dxdy=\displaystyle\int_{c}^{d}\displaystyle\int_{a}^{b}f(x,y)dydx \)

donde la función puede restringirse a regiones no rectangulares multiplicando por una función indicatriz.

Además cuando integras sobre una región del plano no hay ninguna razón objetiva para considerar primero una u otra variable (\( x \) ó \( y \).

Saludos.

14 Julio, 2022, 03:00 pm
Respuesta #9

sergioort

  • $$\Large \color{#6a84c0}\pi$$
  • Mensajes: 11
  • País: es
  • Karma: +0/-0
Gracias por ayudarme. La verdad que viendo que hasta a vosotros os cuesta poneros de acuerdo con la respuesta me parece normal que no supiera ni por dónde empezar.. el otro ejercicio es igual de complejo entiendo 😔