Guias de Tp Aula 09 A

7/21/2019 Guias de Tp Aula 09 A

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FCAI-UNCFísica II-09

Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria

Trabajos prácticos de aula de Física II

Carreras:

Ingeniería en Industrias de la Alimentación

Ingeniería Química

Profesorado Universitario en Química

Curso 2009

Equipo de Cátedra:

Mgr. Lidia Catalán de Ferraro

Lic. Graciela Serrano de Merino

Prof. Ing. Silvia Clavijo

Prof. Noelia Ruiz

Prof. Fabrone



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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CUYO

ACUL!AD DE CIENCIAS APLICADAS A LA INDUS!RIA

F I S I C A I I

Cur"o# $%o. A&o' $(()

Carrera"# Ingenier*a en In%u"+ria %e la Ali,en+a-in/ Profe"ora%oUniver"i+ario %e 0u*,i-a

Ingenier*a 0u*,i-a -on orien+a-in en Pe+ro2u*,i-a 34ineralurgia

Competencias Física II

Co,6e+en-ia 6ara ingenier*a# Ca6a-i%a% a %e"arrollar en C7C8

1'I%en+i9-ar for,ular 3 re"olver6ro:le,a" %e ingenier*a

1. I%en+i9-ar; for,ular 3re"olver 6ro:le,a"

$'Con-e:ir; %i"e&ar 3 %e"arrollar6ro3e-+o" %e ingenier*a

$. U+ilizar %e ,anera efe-+ivalo" -ono-i,ien+o"; la"

+<-ni-a" 3 e"+ra+egia" %e la"%i"-i6lina" :="i-a"

>' De"e,6e&ar"e %e ,anera efe-+ivaen e2ui6o" %e +ra:ajo

?. De"e,6e&ar"e %e ,aneraefe-+iva en gru6o" %ee"+u%io

)'Co,uni-ar"e -on efe-+ivi%a% @. Co,uni-ar"e -on efe-+ivi%a%

'A-+uar -on <+i-a; re"6on"a:ili%a%6rofe"ional 3 -o,6ro,i"o "o-ial;-on"i%eran%o el i,6a-+o %e "ua-+ivi%a% en el -on+eB+o

5. A"u,ir el rol %e e"+u%ian+euniver"i+ario 3%e"e,6e&ar"e -on <+i-a;-o,6ro,i"o 3

re"6on"a:ili%a%'A6ren%er en for,a -on+inua 3au+no,a

>. O6erar -on el 6en"a,ien+olgi-o for,al 3 %e"arrollar el6en"a,ien+o -r*+i-o 3-rea+ivo.

). U+ilizar e"+ra+<gi-a,en+e lo"re-ur"o" 6ara el e"+u%io

Objetivos Generales#

C$'C@'C>

' I%en+i9-ar fuen+e" 3 ,o%o" %e +ran",i"in %e %i"+in+o" +i6o" %e ,en"aje"



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' un%a,en+ar lo" %i"+in+o" fen,eno" 6+i-o"

' Cono-er la na+uraleza %el -a,6o ele-+ro,agn<+i-o; "u" -ara-+er*"+i-a" 36ro6ie%a%e"

C$'C>'C)

- A9anzar a:ili%a%e" 6ro-e%i,en+ale" # :"2ue%a ; organiza-in;in+er6re+a-in 3 -o,uni-a-in %e la infor,a-in

C1-C2

' Re"olver 6ro:le,a" rela-iona%o" -on lo" %i"+in+o" -on+eni%o" +e,=+i-o"

' EB6re"ar for,al,en+e lo" -on-e6+o" +eri-o" 3 "u" rela-ione"

C$'C>

' Valorar la in+er%e6en%en-ia en+re la +eor*a 3 la 6r=-+i-a

C?'C@'C5'C)

- Par+i-i6ar a-+iva 3 re"6on"a:le,en+e en la a6ro6ia-in %e -ono-i,ien+o"+an+o en for,a in%ivi%ual -o,o a +rav<" %el +ra:ajo gru6al

C1-C2

' De"arrollar a:ili%a% 6ara 6ro%u-ir 3 -on-re+ar 6ro3e-+o" "en-illo" %einve"+iga-in o %e"arrollo a +rav<" %e un 6ro:le,a" a:ier+o" o %e un+ra:ajo "e,inariza%o

Trabajos Prácticos de Laboratorio:

!.P.L.1# or,a-in %e i,=gene" en "i"+e,a" 6+i-o" "i,6le"# E"6ejo" 3Len+e"

!.P.L.$# E"+u%io -uali+a+ivo %e un ,i-ro"-o6io

!.P.L.?# E"+u%io Cuali+a+ivo %e In"+ru,en+o" F6+i-o"

!.P.L.@# E"6e-+ro,e+r*a# In+erferen-ia. Difra--in

!.P.L.5# Ele-+ro"+=+i-a# E"+u%io eB6eri,en+al %e un -a,6o el<-+ri-o "i,ula%o

!.P.L.># E"+u%io %e re"i"+ore"

!.P.L.)# E"+u%io Cuali+a+ivo %e Cir-ui+o" %e Corrien+e Con+inua

!.P.L.# Cir-ui+o" %e Corrien+e Con+inua; le3 %e O, e In"+ru,en+o"

!.P.L.# 4agne+i",o G 7alvan,e+ro %e +angen+e"

Trabajos Especiales:

8ajo la ,e+o%olog*a %e 6ro3e-+o; lo" alu,no" 6o%r=n realizar un +ra:ajoe"6e-ial; %e +i6o gru6al; -on"i"+en+e en#

a Plani9-a-in %e un +ra:ajo %e inve"+iga-in +eri-o'6r=-+i-o : Eje-u-ine Infor,e

Lo" +e,a" "e "ugerir=n %e a-uer%o al 6rogra,a %e la a"igna+ura. Lo"

,i",o" e"+=n in-lui%o" en el "iguien+e li"+a%o#



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.A6li-a-ione" %e F6+i-a '.A6li-a-ione" %e la Le3 %e ara%a3 'Re"olu-in %ePro:le,a" -on or%ena%or ' O+ro"

CN!I"#$ACIN#! %#N#$A&#! AC#$CA "#& CU$!A" ' AC$#"I(ACI)N "# &A

A!I%NA(U$A

1. PAA LOGA LA EG!LAI"A": el al#$no deberá c#$plir lascondiciones estip#ladas a% b% & c%:

a% ASISTE'CIA: El alu,no %e:er= reunir el )5H %e a"i"+en-ia an+e"; %e-a%a in"+an-ia %e evalua-in parcial 6ara 6o%er a--e%er a la ,i",a. El no-u,6li,ien+o %e e"+a -on%i-in; le 2ui+ar= el %ere-o a a"i"+ir a laevalua-in -orre"6on%ien+e.

La asistencia se co$p#tará desde el inicio de clases delc#atri$estre (asta la clase anterior al d)a *jado para cadaeval#aci+n parcial.

Inicio

de

cla

ses

Pri,er6ar-ial

Segun%o6ar-ial

in %e-la"e"

,-,/,0

La" clases de laboratorio "on o:liga+oria" en "u +o+ali%a%; 3 no tendránrec#peraci+n e2cepto casos de 3#er4a $a&or.

b% PACIALES: Se +o,ar=n (?+re" in"+an-ia" %e evalua-in 6ar-ial#

Parcial 1 Parcial 5

F6+i-a '

Ele-+ro"+=+i-a

Con%en"a%ore"'

Le3 O, Cir-ui+o"ir-oJ 4agne+i",o

16,/,0716(s%

501,,0 716 (s%

Ca%a parcial será de carácter te+rico8práctico 3 %e:er= a6ro:ar"e -onun >(H %el 6un+aje +o+al e"+a:le-i%o.

- ec#peratorios: La o la" in"+an-ia" %e evalua-in parcial no a6ro:a%a"6o%r=n re-u6erar"e en la" fe-a" +en+a+iva" 2ue 9guran en el -ronogra,a#

:1.' Alu,no 2ue a3a %e"a6ro:a%o a"+a %o" 6ar-iale"# a--e%er= alrec#peratorio en el -ual ren%ir= lo" -on+eni%o" %el o lo" 6ar-iale"



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%e"a6ro:a%o" a"+a %o"; -on lo" ,i",o" -ri+erio" %e a6ro:a-in 2ue 6aralo" parciales.

:$.'Alu,no 2ue a3a %e"a6ro:a%o lo" %o" 6ar-iale" o %e"a6ro:a%o lain"+an-ia rec#peratorio# a--e%er= a un 9lobal; in"+an-ia %e re-u6era-in

%e lo" -on+eni%o" %e lo" +re" 6ar-iale"; el -ual "e a6ro:ar= -on la" ,i",a"-on%i-ione" 2ue lo" parciales.

ec#peratorio Global

CON!ENIDOS# lo"-orre"6on%ien+e"al o lo" 6ar-iale"%e"a6ro:a%o"a"+a $

CON!ENIDOS# lo"-orre"6on%ien+e"a +o%o" lo"-on+eni%o" %e lo"+re" 6ar-iale".

,11,0 716(s% A con*r$ar

c% TA;A<OS ESPECIALES: lo" infor,e" %e lo" +ra:ajo" e"6e-iale""iguien+e" %e:er=n "er en+rega%o" inde3ectible$ente antes de la 3ec(a*jada para el GLO;AL; 3 -on"i"+ir=n en#

1'Infor,e" %e +ra:ajo" %e la:ora+orio# "er=n gru6ale" a"+a @'5 in+egran+e"6or gru6oK 5'Infor,e" %e +ra:ajo" e"6e-iale"

N(A FINA& "# $#%U&A$I*ACI)N +N$, se o.tendr/ promediando las notas de parciales la nota del tra.a1o de seminario +o proecto,2

EL VALOR ACU4ULADO %uran+e el 6ro-e"o "e 6ro,e%iar= al 5(H -on lano+a logra%a en el eBa,en 9nal. Cuan%o la fra--in fuera %e (;5( "e-olo-ara el n,ero en+ero in,e%ia+o "u6erior.

Para re9#lari4ar la nota *nal deberá ser i9#al o $a&or de .

Lo" alu,no" 2ue o:+engan -o,o no+a 9nal ,eno" %e @ 6un+o" %e:er=nren%ir la" in"+an-ia" re-u6era+oria" glo:aliza%ora"; +a,:i<n %e -ar=-+er

in+egra%ora" an+e" %e la fe-a in%i-a%a 6or Se-re+ar*a A-a%<,i-a.AL!='O EG!LA: De:er= ren%ir eBa,en 9nal -on no+a ,a3or o igual2ue @; 6ara "u a6ro:a-in. La no+a %e9ni+iva %e la a"igna+ura "er= el6ro,e%io %e la NR 3 la no+a %e eBa,en.

AL!='O LI;E: El eBa,en 9nal %el alu,no li:re in-luir=#

a un +ra:ajo 6r=-+i-o 6ue%e "er %e la:ora+orio;: -in-o 5 6ro:le,a"+eri-o' 6r=-+i-o"; - eBa,en oral



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Cada )te$ es eli$inatorio & deberá ser aprobado con #n $)ni$o del-,> del p#ntaje asi9nado respectiva$ente.



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Univer"i%a% Na-ional %e Cu3o

a-ul+a% %e Cien-ia" A6li-a%a" a la In%u"+ria

Progra,a Anal*+i-o %e F)sica II

Cur"o# $%o a&o

E"6e-iali%a%# Ingenier*a 0u*,i-a' Ingenier*a en In%u"+ria %e la Ali,en+a-in.Profe"ora%o %e 0u*,i-a

!nidad Te$ática 1: ?ptica

ReeBin; Refra--in 3 Si"+e,a" Cen+ra%o"

Pro6aga-in %e la luz. ReeBin. Le3e".. ReeBin en "u6er9-ie" 6lana" 3e"f<ri-a". Di"6er"in. Refra--in .Le3e" . ReeBin +o+al in+erna. Len+e".

In"+ru,en+o" 6+i-o".

In+erferen-ia.Difra--ion 3 Polariza-in.

Prin-i6io %e Mu3gen". Su6er6o"i-in %e on%a" -oeren+e". In+erferen-ia.EB6erien-ia %e %o:le ranura %e Young. Difra--in. Difra--in %e raunofer 3re"nel. EB6erien-ia %e "i,6le ranura. Difra--in 3 re"olu-in. Polariza-in.Polariza-in 6or a:"or-in. Le3 %e 4alu". Polariza-in 6or reeBin. Le3 %e8re"+er.

!nidad Te$ática 5: Electrostática

Carga el<-+ri-a 3 Ca,6o el<-+ri-o.

Carga el<-+ri-a. Pro6ie%a%e". Uni%a%e" %e -arga. uerza El<-+ri-a. Le3 %eCoulo,:. Prin-i6io %e "u6er6o"i-in. Ca,6o el<-+ri-o. In+en"i%a% %e -a,6o.Ca,6o -rea%o 6or una -arga 6un+ual; 6or un -onjun+o %e -arga" 6un+uale"%i"-re+o 3 6or una %i"+ri:u-in -on+inua %e -arga" . Ve-+or ,o,en+o%i6olar 6.



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Le3 %e 7au"".

Ca,6o el<-+ri-o 3 l*nea" %e fuerza. lujo ele-+ro"+=+i-o. Le3 %e 7au"" en elva-io. A6li-a-in %e la Le3 %e 7au"" a la %e+er,ina-in %e in+en"i%a%e" %e-a,6o -on "i,e+r*a" 6lana"; e"f<ri-a" 3 -il*n%ri-a".

El 6o+en-ial el<-+ri-o.

!ra:ajo %e -a,6o ele-+ro"+=+i-o .un-in 6o+en-ial. Po+en-ial en un 6un+o %eun -a,6o. Con-e6+o f*"i-o 3 eB6re"in ,a+e,=+i-a 6ara -al-ularlo. Po+en-ial%e una -arga 6un+ual. Po+en-ial %e una %i"+ri:u-in %i"-re+a %e -arga".Po+en-ial %e %i"+ri:u-ione" -on+inua" %e -arga". Diferen-ia %e 6o+en-ial.Su6er9-ie" 3 l*nea" e2ui6o+en-iale". Ca,6o el<-+ri-o -o,o gra%ien+e %e lafun-in 6o+en-ial. Con%u-+ore" en e2uili:rio ele-+ro"+=+i-o

Co,6or+a,ien+o El<-+ri-o en ,e%io" ,a+eriale"

Carga li:re en -on%u-+ore". Diel<-+ri-o". Di6olo" a+,i-o" 3 ,ole-ulare".4o,en+o" %i6olare" in%u-i%o". 4o,en+o" %i6olare" 6er,anen+e".Co,6or+a,ien+o %e una la,ina ,e+=li-a 3 %e una la,ina %e %iel<-+ri-ounifor,e. Polariza-in 3 Su"-e6+i:ili%a% el<-+ri-a. Con"+an+e %iel<-+ri-a.Ve-+or %e"6laza,ien+o. Rela-in en+re E;P 3 D.

Ca6a-i%a% ele-+ro"+=+i-a. Ca6a-i%a% %e un -on%u-+or ai"la%o. Ca6a-i+ore".Ca6a-i%a% %e un -a6a-i+or 6lano; %e uno -il*n%ri-o 3 %e uno e"f<ri-o; "in 3-on %iel<-+ri-o en+re ar,a%ura". Rigi%ez %iele-+ri-a. !en"in %e ru6+ura %eun -a6a-i+or. Energ*a %e un -a6a-i+or -arga%o. A"o-ia-in %e -a6a-i+ore".

!nidad Te$ática @ : Corriente elctrica. Circ#itos elctricos decorriente contin#a.

Con%u--in el<-+ri-a. In+en"i%a% %e -orrien+e. Ve-+or %en"i%a% %e -orrien+e . Velo-i%a% %e %eriva. E-ua-in %e -on+inui%a%. Con%u-+ivi%a% el<-+ri-a.Re"i"+en-ia el<-+ri-a 3 re"i"+ivi%a%. Varia-in %e la re"i"+ivi%a% -on la+e,6era+ura. Le3 %e O,. !ran"feren-ia %e energ*a %e un -ir-ui+o el<-+ri-o.Le3 %e oule. uerza ele-+ro,o+riz. Cir-ui+o" el<-+ri-o". Regla" %e ir-oJ.7alvan,e+ro Dr"onval. A,6er*,e+ro 3 Vol+*,e+ro.

!nidad : =a9netis$o



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Efe-+o" %el -a,6o ,agn<+i-o "o:re -arga" en ,ovi,ien+o.

El -a,6o ,agn<+i-o. uerza "o:re una -arga el<-+ri-a ,vil. De9ni-in %e8. lujo %e in%u--in ,agn<+i-a .Uni%a%e". 4ovi,ien+o %e una 6ar+*-ula-arga%a en un -a,6o ,agn<+i-o. A6li-a-ione"# %e+er,ina-in %e 2/,;

e"6e-+rgrafo %e ,a"a"; -i-lo+rn. uerza ,agn<+i-a "o:re una -orrien+e.4o,en+o ,e-=ni-o "o:re una e"6ira. Di6olo ,agn<+i-o. 4o,en+o o !or2ue,agn<+i-o.

Ca,6o ,agn<+i-o genera%o 6or una -orrien+e e"+a-ionaria.

Ca,6o ,agn<+i-o -rea%o 6or un ele,en+o %e -orrien+e. Ca,6o %e un-on%u-+or re-+il*neo. No-ione" "o:re Le3 %e 8io+ 3 Savar+. Cir-ula-in %elve-+or -a,6o ,agn<+i-o. Le3 %e A,6Qre en el va-*o. uerza en+re

-on%u-+ore" 6aralelo". Ca,6o ,agn<+i-o %e una e"6ira -ir-ular.A6li-a-ione". Solenoi%e.

en,eno" %e In%u--in ele-+ro,agn<+i-a

EB6eri,en+o" %e ara%a3. uerza ele-+ro,o+riz in%u-i%a %e:i%a al,ovi,ien+o 3 a un -a,6o ,agn<+i-o varia:le en el +ie,6o. Le3 %e ara%a3.Ca,6o el<-+ri-o in%u-i%o 6or un -a,6o ,agn<+i-o varia:le. uerzaele-+ro,o+riz in%u-i%a en un -ua%ro en ro+a-in. In%u--in ,u+ua 3

au+oin%u--in. Energ*a al,a-ena%a en el -a,6o ,agn<+i-o %e una :o:ina.Den"i%a% %e energ*a.

Pro6ie%a%e" ,agn<+i-a" %e la ,a+eria

Di6olo ,agn<+i-o. El ve-+or %e ,agne+iza-in. Polo" 4agn<+i-o". I,ane"6er,anen+e". Para,agne+i",o 3 %ia,agne+i",o. erro,agne+i",o.Mi"+<re"i". !eor*a %e lo" %o,inio". Rela-in en+re 8; M 3 4. Su"-e6+i:ili%a%,agn<+i-a.

On%a" Ele-+ro,agn<+i-a"

E-ua-ione" %e 4aBell. 8alan-e %e energ*a. El ve-+or %e Po3n+ing. On%a"ele-+ro,agn<+i-a"

!nidad Te$ática 6 : Circ#itos de Corriente Alterna



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7enera%or %e -orrien+e al+erna. Corrien+e al+erna en una re"i"+en-ia; en un-on%en"a%or 3 en una :o:ina. Cir-ui+o RLC "erie. Po+en-ia. El+ran"for,a%or.

';iblio9ra3)a General#

1. 'Sera3; SICA. Vol$ E%.4-.7ra'Mill.1$$. 'Re"ni- 3 Malli%a3. ISICA PARA ES!.DE CS.E IN7. vol.$ E%i+. CECSA.

1$?. 'Sear"; Te,an"3 3 Young. ISICA 7ENERAL. E%i+. Aguilar.11@. '!i6ler. ISICA. Vol. $.E%i+.Rever+<.E%i-.1(5. 'Alon"o'inn. UNDA4EN!OS DE ISICA. on%o E%u-.In+era,.1)>

>. '7ian-oli. ISICA PRINCIPIOS Y APLICACIONES. E%i+. Rever+<). 'ern=n%ez 3 7alloni. !RA8AOS PRAC!ICOS DE ISICA. EUDE8A. 1)(. 'e3n,an. Vol.13$/LECCIONES DE ISICA. E%. !rilla"./. PSSC' *"i-a vol. 13 $ E%. Rever+<1(. 7e++3"; Sove 3 <ller. SICA -l="i-a 3 ,o%erna. E%. 4- 7ra Mill



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Primera parte: Óptica geomtrica

a! & Cuestio"ario de orie"taci#" para el estudio sobre espejos es$ricos:

3, "i.u1ar la marc4a de raos para un espe1o es$rico c#"ca%o cuando el o.1eto

se encuentra u.icado entre el v5rtice del espe1o el foco del mismo2 "escri.a

como es la imagen +real6 virtual6 invertida6 agrandada,2

3, "i.u1ar la marc4a de raos para un espejo es$rico c#"ca%o cuando el o.1eto

se encuentra u.icado entre el centro de curvatura del espe1o el foco del mismo2

"escri.a como es la imagen +real6 virtual6 invertida6 agrandada,2

7, "i.u1ar la marc4a de raos para un espe1o esf5rico cóncavo cuando el o.1eto

se encuentra u.icado a una distancia del v5rtice del espe1o 8ue es maor 8ue el

radio de curvatura2 "escri.a como es la imagen +real6 virtual6 invertida6

agrandada,2

, :acer el es8uema de un espe1o conve;o6 indicando la posición del Centro decurvatura del foco2 :acer la marc4a de raos para un o.1eto real puesto frente alespe1o2

<, $eali=ar un cuadro comparativo de los tipos de im/genes formadas por espe1os

cóncavos por espe1os conve;os2 Fundamentar6 desde la ecuación de los espe1os6

las clasificaciones anteriores2

b! þ &e' de ("ell:

3, $ealice un es8uema 8ue ponga de manifiesto la le de !nell2

7, >#n 8u5 condiciones se produce refle;ión total interna?, $esuelva Una fi.ra óptica de índice de refracción 36@ se encuentra sumergida

en el agua2 #ncuentre el /ngulo de incidencia crítico para 8ue se produ=carefle;ión total interna6 al incidir la lu= en la fi.ra2

c! &e"tes delgadas:

3- þ !e dispone de una lente delgada convergente de distancia focal f = 30cm2 A, "eterminar con el au;ilio de gr/ficos en escala6 la posición dela imagen para un o.1eto 8ue se coloca a las siguientes distancias dela lente 70 cm6 30 cm6 @ cm2 B, Compare su respuesta con el c/lculoanalítico de la posición de la imagen2 C, &iste las características de laimagen o.tenida en cada caso +es decir imagen realvirtualDderec4ainvertida6 aumentadadisminuidaigual,

7- þ Una lente divergente tiene una distancia focal fE -3@ cm2 Un o.1eto realse encuentra a 0 cm de ella2 #ncuentre gr/ficamente +mediantemarc4a de raos, analíticamente la posición características de laimagen2

- & A, Identificar con la .i.liografía las lentes .iconve;aD plano-conve;aD.icóncavaD plano-cóncava2D cóncavo-conve;a2 B, #stimar el car/cter convergente o divergente de las lentes delgadas de los anteriores2 C,

>Como puede r/pidamente decir si una lente es convergente odivergente? ", Identifica con la .i.liografía los distintos tipos de lentes



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convergentes divergentes2 #, >Como puede r/pidamente decir siuna lente es convergente o divergente?

<- þ A, >#s posi.le o.tener una imagen virtual utili=ando una lenteconvergente? Indi8ue como lo 4aría 4aga una marc4a de raos parala situación propuesta2 B, >#s posi.le producir una imagen real6

utili=ando una lente divergente? ustifi8ue su respuesta2

d! þ(istemas #pticos compuestos:

3- Un sistema óptico compuesto tiene una lente o.1etivo de distancia focal cm unalente ocular de distancia focal @ cm6 separadas 3G67@ cm2 #l o.1eto se coloca a 2Gcm del o.1etivo2 #ncuentre gr/fica analíticamente posición de la imagen final delsistema aumento2

7- (ra.a1ando con la .i.liografía ad1unta6 seHale las relaciones e;istentes entreaumento de un microscopio6 distancia focal de las lentes o.1etivo ocular2 Analicela marc4a de raos propuesta por el autor las escalas empleadas2

- Un microscopio compuesto tiene una lente o.1etivo de distancia focal 76G mm unalente ocular de distancia focal 6 cm6 separadas cm2 #stime el aumento de estemicroscopio utili=ando los resultados del e1ercicio anterior2

e! þ #sta )cti%idad ser/ re8uerida como informe por el docente:

*ise+o de u" microscopio #ptico compuesto

"iseHe un microscopio óptico compuesto 8ue tenga la capacidad de o.servar detalles deuna .acteria2

(enga en cuenta las sugere"cias para la redacci#" de i"$ormes lassiguientes preguntas 8ue lo guiar/n en el diseHo

>Qu5 es un microscopio óptico compuesto? >Cu/les son sus partes?

>Qu5 muestra desea o.servar? >Cu/l es su tamaHo?

>Cu/l de.ería ser el aumento esperado del microscopio para o.servar sumuestra?

>Qu5 configuración de elementos le permitiría lograr el aumento deseado?

#n el diseHo de.e fundamentar la elección de elementos6 reali=ar un es8uemamostrando la formación a escala de im/genes6 acompaHar de los c/lculosteóricos 8ue sustenten su propuesta26

(egu"da parte: Óptica $ísica

a! þ I"ter$ere"cia:

3, Una pantalla 8ue tiene dos rendi1as separadas 063 mm6 se encuentra a 367 mde una pantalla de o.servación2 !o.re las rendi1as incide lu= monocrom/tica de@00 nm de longitud de onda2 A, $ealice un es8uema 8ue muestre la situaciónplanteada2 B, Calcule la posición del m/;imo de orden mE36 mE7 mE2 C, >Cu/l

ser/ la separación entre dos m/;imos consecutivos?



51


3, Cuando lu= de 00 nm incide so.re una pantalla con dos ranuras6 en la pantallade o.servación la fran1a .rillante de segundo orden se o.serva segJn un /ngulo de3@K respecto a la dirección inicial del 4a=2 >Cu/l es la separación entre lasrendi1as?

b! þ *i$racci#":

3, &u= cua longitud de onda es de 00 nm incide so.re una ranura cuo anc4oes 7 µm2 A, "escri.a como ser/ la imagen de la ranura proectada so.re unapantalla2 B, Considerando 8ue la pantalla en la 8ue o.serva la imagen seencuentra a 367m de la ranura6 encuentre el anc4o del m/;imo central2

3, Una ranura de 06@ mm de anc4o se ilumina con lu= de G0 nm2 A, >A 8u5distancia de.e colocarse la pantalla para 8ue la distancia entre el primer mínimo el centro del patrón de difracción es de 06G@ mm?2 B, "etermine la posición de losmínimos de 7K K orden2

c! þ Polari,aci#"

3, Un 4a= de lu= polari=ado de intensidad Io incide so.re un polaroid cuo e1e est/inclinado <@ L respecto al plano de polari=ación del 4a= incidente2 >Cu/l es laintensidad del 4a= emergente?

3, "os polaroides se encuentran cru=ados entre si2 !uponga 8ue se intercala untercer polaroide entre ellos2 "escri.a 8u5 se o.serva por transmisión si el e1e detransmisión del tercer polaroide est/ a <@ grados de los otros dos2 "escri.a 8ue seo.serva si en cam.io el e1e de transmisión coincide con alguno de los otros dos2

7, Calcule el /ngulo de BreMster para el vidrio +nE36@,2 >Qu5 representa este

/ngulo?

#sta actividad individual permitir/ 8ue detectes el grado de cumplimiento de loso.1etivos de este primer pr/ctico2

#l siguiente cuestionario +P!I, de.e ser completado con nJmeros de 0 a 6 donde elnJmero m/s .a1o indica el total incumplimiento del o.1etivo6 4asta el m/s alto 8uerepresenta el mane1o completo del o.1etivo o tema indicado

-bjeti%o Nivel %e logro

Con"i%era" 2ue al-anza"+e e"+o" 6ro6"i+o"

En-on+rar 3%e"-ri:iri,=gene" a+rav<" %e%i"+in+a"-on9gura-ione" 6+i-a".

0 3 7

un%a,en+arfen,eno"



51


6+i-o" %e"%elaa6roBi,a-ingeo,<+ri-a 3f*"i-a

I%en+i9-ar 3re"olver6ro:le,a"f*"i-o""en-illo"; enrela-in alin"+ru,en+al6+i-o %e u"o6rofe"ionala:i+ual.

Valorar la:"2ue%a %einfor,a-in-o,o a-+ivi%a%6ro6ia %e lala:or6rofe"ional.

A9anzar=:i+o" %ere"6on"a:ili%a% 3-u,6li,ien+o3 au+ono,*a en

la a6ro6ia-in%e lo"-on+eni%o"



51


Trabajo práctico ".2: Electrostática /

Primera parte: Carga elctrica ' &e' de Coulomb

32 (res cargas id5nticas de valor 736 µC se u.ican en los v5rtices de un tri/nguloe8uil/tero de lado 36@7m2

A, $ealice un es8uema del pro.lema2B, Identifi8ue todas las fuer=as 8ue actJan so.re la carga u.icada en el v5rtice

superior2C, Calcule represente la fuer=a resultante so.re la carga elegida2

72 "os diminutas esferas de masa m est/n colgando de 4ilos de seda de longitud & tienen cargas iguales 82 &os 4ilos se apartan de la vertical un /ngulo θ pe8ueHo2

A, $ealice un es8uema del pro.lema6 identificando en 5l las varia.les & θ

B, "emuestre 8ue cuando las cargas logran el e8uili.rio6 la separación entre lasesferas puede calcularse por

2 "os cargas puntuales6 83 E - µC 87 E @ µC se encuentran en los puntos decoordenadas +7mD0, +0D 3m, respectivamente2 Una tercera carga6 8 E 7µC se coloca

en el punto de coordenadas +3mD m,2 A, $ealice un es8uema del pro.lemaB, Identifi8ue todas las fuer=as 8ue actJan so.re 8

C, Calcule la fuer=a so.re esta carga 8

<2 "os cargas puntuales6 83 87 se encuentran en los puntos de coordenadas +0D m, +7mD 0, respectivamenteD las cargas son de igual signo 83 E 7872

A, $ealice un es8uema del pro.lemaB, Analice en 8u5 lugar de.e colocar una tercera carga positiva6 86 para 8ue 8uede en

e8uili.rio2C, Calcule las coordenadas de posición de 8 cuando est/ en e8uili.rio2", !u respuesta >varía si cam.ia el signo de 8?2 >' si cam.ia el signo de 836 pero

manteniendolo igual al de 87?2 >Cam.iar/ su respuesta si cam.ia el signo de 8364aci5ndolo opuesto al de 87? Analice las respuestas desde la teoría m/s 8uedesde los c/lculos2

(egu"da parte: Campo elctrico

32 &a carga puntual 83 E µC se u.ica en el origen de un sistema de coordenadascartesiano +;6,2

A, Calcule el módulo del campo creado por la carga 83 en el punto +7mD 7m,2B, $epita el c/lculo anterior para el punto de coordenadas +-7m6 7m,2

3

22

mg

Lkq



51


C, #n el punto +7mD 7m, se coloca otra carga6 de valor 8E -0607 µCD >cu/l es la fuer=ael5ctrica 8ue actJa so.re ella?

32 &as cargas O8 78 est/n u.icadas so.re el e1e ;R2 &as coordenadas de 8 son+060, las de 78 +d6 0,2

A, $epresente gr/ficamente la situación

B, #ncuentre en forma analítica los vectores campo el5ctrico en los puntos A6 B C decoordenadas +-d6 0,D +d7D 0, +7d6 0, respectivamente2 +!uponga 8ue la distancia dest/ dada en metros6 8ue el valor de 8 est/ dado en Coulom.,2

72 &as cargas puntuales 83 E µC 87 E - @ µC se u.ican en los puntos decoordenadas +3D 7, +7D 3, respectivamente +e;presadas en m,2

a, :alle el campo creado origen de coordenadas

., Analice en 8u5 punto de la recta 8ue une las cargas el campo puede anularse2

Tercera parte: mo%imie"to de cargas e" campos

3, &a intensidad de campo el5ctrico entre las l/minas de un osciloscopio es de 0000NCD el campo es vertical dirigido 4acia arri.a2 Un electrón +8E36 30 -39 CD mE96330-3 Sg, ingresa en este campo por el punto medio6 con una velocidad de 3000ms6dirigida 4ori=ontalmente 4acia la derec4a2

a, $epresenta la situación planteada6 di.u1a la fuer=a el5ctrica 8ue el campo e1erceso.re 82

., Calcule la aceleración 8ue ad8uiere la carga2c, "i.u1e la traectoria 8ue seguir/ la carga en este campo2d, Considerando 8ue la separación entre placas es de 063m >cu/nto tiempo le llevar/

al electrón c4ocar contra una de ellas?e, #;pli8ue cómo cam.iarían +o no, tus respuestas anteriores si la carga 8ue ingresa

al mismo campo es un protón2 +8E36 30-39 CD mE36 30-7 Sg,

7, Un electrón +8E36 30-39 CD mE963 30-3 Sg, es lan=ado dentro de un campoel5ctrico uniforme de intensidad @000NC dirigido verticalmente 4acia arri.a2 #lelectrón ingresa desde la placa inferior6 con una velocidad inicial de 30 ms formaun /ngulo de 0K con la 4ori=ontal2

a, Calcule la altura m/;ima alcan=ada por el electrón por encima del punto delan=amiento2

., &as placas tienen una longitud de 70 cm2 #l electrón >permanecer/ dentro delcampo o saldr/ de este? #;plica tu respuesta2

Cuarta parte: Flujo ' &e' de auss

3, Un cu.o de aristas 3m se encuentra u.icado con uno de sus v5rtices en el origende coordenadas6 sus lados paralelos a los e1es coordenados2 #ncuentra el flu1ode campo el5ctrico a trav5s de la cara derec4a del cu.o si el6 campo el5ctrico es

a! ib! 7 jc! i O < 1



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7, Una superficie gaussiana esf5rica de radio 320 m est/ centrada en una partículacon carga de 320 nC

a, >Cu/nto vale el /rea de la esfera?., >Cu/nto vale # en los puntos de la superficie de la esfera?c, "etermine el flu1o a trav5s de la esfera mediante las respuestas de +a, +.,

, I, Utili=ando la &e de %auss adoptando la superficie gaussiana m/sconveniente6 encuentra la e;presión del campo # en función de la distancia r a unilo recto ' largo cargado co" u"a de"sidad li"eal de carga 3 &a carga por unidad de longitud en un filamento recto largo es -90 µCm2

II, "etermine el campo el5ctrico a las siguientes distancias del filamento

a, 30 cm D.,70 cmD c,300 cm

<, "etermine el campo el5ctrico creado por las siguientes distri.uciones de carga alas distancias 8ue se indica2 #n todos los casos considere una carga total de @µC aplica la le de %auss para 4allar la e;presión analítica del campo

a, Carga puntual u.icada en el origen de coordenadasD distancia 70 cm., Carga distri.uida uniformemente en la superficie de una esfera conductora de

radio 30 cmD distancia 70 cm +desde el centro de la esfera,c, Carga distri.uida uniformemente en el volumen de una esfera aisladora de radio

30 cmD distancia 70 cm +desde el centro de la esfera,d, Compare sus resultados anteriores2 +!ugerencia para la comparación an/lisis de

par/metros de los cuales depende del campo6 seme1an=a de simetría en las

distri.uciones de carga6 comportamiento de la gr/fica del campo en función de ladistancia2222,



51


Instancia de revisión de los aprendizajes logrados:

#l siguiente cuestionario +P!I, de.e ser completado con nJmeros de 0 a 6 donde elnJmero m/s .a1o indica el total incumplimiento del o.1etivo6 4asta el m/s alto 8ue

representa el mane1o completo del o.1etivo o tema indicado


Con"i%era" 2ueal-anza"+e e"+o"

6ro6"i+o"

0 3 7

En-on+rar 3 %e"-ri:ir la fuerza "o:re una -arga 6un+ual%e:i%a a %i"+in+a" %i"+ri:u-ione" %e -arga" 6un+uale"

De"-ri:ir ver:al; "i,:li-a 3 gr=9-a,en+e el -a,6oel<-+ri-o -rea%o 6or %iferen+e" -on9gura-ione" %e-arga"

Cal-ular la a-elera-in %e una -arga 6un+ual en un-a,6o el<-+ri-o; 3 analizar el ,ovi,ien+o en -a,6oel<-+ri-o unifor,e

A6li-ar la Le3 %e 7au"" 6ara allar -a,6o" el<-+ri-o"

6ara %i"+ri:u-ione" -on+inua" %e -arga"Re"6e+ar lo" +ie,6o" %e 6re"en+a-in %e +ra:ajo" %eaula 3 la:ora+orio



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Trabajo Práctico ".4 : Electrostática 2

/ra3 parte: E"ergía pote"cial elctrica5 di$ere"cia de pote"cial

3, #l campo el5ctrico entre dos placas paralelas separadas una distancia de 36G cm

es uniforme6 vale 36< 30<

NC2 A, #ncuentra la diferencia de potencial entre lasdos placas2 B, Calcula la energía cin5tica 8ue ad8uiere un deuterón +isótopo 7:, almoverse desde la placa positiva 4asta la negativa2

7, Un campo el5ctrico uniforme de magnitud 7@ Tm est/ dirigido en la direcciónnegativa de las R2 &as coordenadas del punto A son +-027D -02,D las del punto Bson +02<D 02@, D las del punto C son +-027D 02@,2 +!uponga 8ue las coordenadasest/n dadas en m,Calcule la diferencia de potencial TB T A utili=ando las siguientes traectorias

a, recta 8ue une A con BD., segmentos rectos desde A 4asta C luego desde C 4asta B2

Compara tus respuestas decide cu/l punto6 A ó B est/ a maor potencial2, &as cargas O8 78 est/n u.icadas so.re el e1e ;R2 &as coordenadas de 8 son

+060, las de 78 +d60,2 A, $epresente gr/ficamente la situación

B, #ncuentre en forma analítica el potencial el5ctrico en los puntos A6 B C decoordenadas +-d60,D +d7D 0, +7d6 0, respectivamente2 +!uponga 8ue la distancia dest/ dada en metros6 8ue el valor de 8 est/ dado en Coulom.,2

<, Una carga de O7µC se coloca so.re el e1e 6 en la posición EO367m2 tra cargade magnitud -<µC se coloca en el origen de coordenadas2

A, Calcule el potencial en el punto u.icado en el e1e ;6 en ;E7m2B, #n el punto +7D 0, se coloca una tercera carga6 de valor -µCD >cu/nto valdr/

su energía potencial el5ctrica?

@, Calcule representa gr/ficamente T +r ,6 para

a, Carga puntual u.icada en el origen de coordenadasa, Carga distri.uida uniformemente en la superficie de una esfera conductora deradio $

., Carga distri.uida uniformemente en el volumen de una esfera aisladora deradio $2

#n todos los casos considera una carga total de @µC2

Compare con sus resultados anteriores2

2da3 parte: Co"de"sadores ' dielctricos

3, !e conectan en serie dos condensadores de capacidades 76<µF 63 µFD elcon1unto se conecta a una .atería de 63 T2a, Calcule la capacidad e8uivalente del con1unto2a, "etermine el valor de la carga de cada condensador2., "etermine el valor de la diferencia de potencial entre las placas de cada

condensador2



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7, !e conectan en paralelo dos condensadores de capacidades 76<µF 63 µFD elcon1unto se conecta a una .atería de 63 T2a, Calcule la capacidad e8uivalente del con1unto2a, "etermine el valor de la carga de cada condensador2., "etermine el valor de la diferencia de potencial entre las placas de cada

condensador2

, Para el sistema de condensadores siguientea, Calcule la capacidad e8uivalente del con1unto2a, "etermine el valor de la carga de cada condensador2., "etermine el valor de la diferencia de potencial entre las placas de cada

condensador2

<, !uponer 8ue un condensador plano-paralelo se carga se mantiene conectado ala .atería2 "espu5s se duplica la distancia entre placas2 "escri.ir 8ue cam.ios

aparecen en las siguientes magnitudes +despreciando los efectos de .orde, +a, ladiferencia de potencial entre las placas +., la capacidad +c, la carga de las placas+d, el campo entre las placas +e, la energía del condensador +f, la densidad deenergía entre las placas +g, la energía del campo el5ctrico2

@, Un condensador plano-paralelo tiene una separación de entre placas de 069 mm una capacidad de 36< nF cuando 4a vacío entre las placas2 !e carga estecondensador con una .atería de 96 T se desconecta de ella2 +a,>Qu5 campo4a entre las placas? +., >Qu5 carga poseen las placas? A4ora se introduce entrelas placas un diel5ctrico de constante G67 +c,> Qu5 campo 4a entre las placas?+d, >Qu5 energía tiene el condensador?



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#l siguiente cuestionario +P!I, de.e ser completado con nJmeros de 0 a 6 donde elnJmero m/s .a1o indica el total incumplimiento del o.1etivo6 4asta el m/s alto 8ue

representa el mane1o completo del o.1etivo o tema indicado


Con"i%era" 2ueal-anza"+e e"+o"

6ro6"i+o"

0 3 7

En-on+rar 3 %e"-ri:ir el 6o+en-ial el<-+ri-o en un 6un+o%e:i%o a %i"+ri:u-ione" %e -arga" 6un+uale"

Cal-ular la %iferen-ia %e 6o+en-ial en+re %o" 6un+o" %e un-a,6o el<-+ri-o a6li-an%o la %e9ni-in

De+er,inar e in+er6re+ar la energ*a 6o+en-ial el<-+ri-a %euna -arga 3 %e un "i"+e,a %e -arga"

In+er6re+ar el "igni9-a%o %e -a6a-i%a% e2uivalen+e.

Analizar lo" efe-+o" 2ue "e 6ro%u-en "o:re %i"+in+o"6ar=,e+ro" %e un -on%en"a%or -uan%o "e in+ro%u-en,o%i9-a-ione" %iel<-+ri-a"; %e for,a+o %el -on%en"a%or o%e -oneBin.

Re"6e+ar lo" +ie,6o" %e 6re"en+a-in %e +ra:ajo" %e aula 3la:ora+orio



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Trabajo práctico "67: Circuitos de corrie"te co"ti"ua

3, !e 4a encontrado 8ue la resistencia de un conductor aumenta desde @0Ω a 3@KC

4asta @GΩ a @@KC2 Calcula el coeficiente medio de temperatura del material 8ue lo

compone27, "etermina el valor de la resistencia de 93<6<m de alam.re de co.re recocido de

363G cm de di/metro6 siendo la resistividad del co.re a 70KC de 367<µΩ2cm

, &as medidas 8ue aparecen en la ta.la siguiente corresponden a la corriente lad2d2p2 entre los e;tremos de un alam.re de cierto material6 cuando se le aplica unadiferencia de potencial2

a, $eali=a el gr/fico de T en función de I2 A partir del mismo6 contesta >!igue elmaterial la le de 4m?

., #stima6 usando el gr/fico anterior6 la resistencia del material cuando la corriente esde 36@A2 +#sta resistencia se o.tiene tra=ando la tangente a la curva en el punto dado2,

c, Compara el resultado anterior con la resistencia media entre 3A 7A2

I+A, T+Tolts,

06@ <6@

360 @6G3

760 60@<60 G6@

<, "etermine la resistencia e8uivalente en cada una de las com.inaciones siguientes

7Ω <Ω

7Ω 3Ω

7Ω 3Ω 7Ω

7 Ω

Ω

Ω



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@, #n el siguiente circuito6 poniendo los valores $3E 3<ΩD $7E0ΩD $E G0ΩD $<E70ΩD #E <7 TD "etermine la resistencia e8uivalente la corriente 8ue circula por cadaelemento resistivo2

, #n el monta1e de la figura6 determine todas las intensidades 8ue circulan por elmismo

5( v

, Calcule la diferencia de potencial entre los puntos a . de la rama siguiente6sa.iendo 8ue una corriente de <A circula de i=8uierda a derec4a2

a 7T Ω 7T @T GΩ .

G, a, odelice los circuitos siguientes +aplica las lees de irc4off para plantear lasecuaciones 8ue permiten resolver el circuito, #3E <TD #7E 70TD #E<GTD $3ESΩD$7E<SΩD $EGSΩ

., Calcule TB-T A

R$W 15Ω

R1W 15Ω

R@W Ω

R?W $(Ω



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9,a, "etermine la d2d2p2 en los puntos A B del circuito2 #E 30TD IE@0 mAD $3E SΩD$7E7SΩ

., Analice el calor total disipado por las resistencias en oule6 compare con laenergía entregada por las .aterías en 3 4ora de funcionamiento del circuito +considera.aterías ideales,2

30, #n el circuito de la figura las .aterías tienen resistencias internas desprecia.les2

a, Calcule la corriente 8ue circula por $7

., !elecciona un instrumento de medida para medir la corriente en $7 la escalaadecuada2

c, :alle la energía producida por la .atería de 37T en s2

d, :alle el calor total producido en ese tiempo2

e, Compare la energía disipada como calor la energía suministrada por la fuentede 37T

7Ω

37T 7T

7Ω 7ΩE$7



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33, a, >Qu5 calor disipa la fem de 30T en 3 minuto?

., >Qu5 diferencia de potencial e;iste entre los .ornes de la .atería de 30T?

37T6 3Ω

7Ω 3Ω

7Ω 30T6 3Ω 7Ω

3Ω

GT6 3Ω


#l siguiente cuestionario +P!I, de.e ser completado con nJmeros de 0 a 6 donde el

nJmero m/s .a1o indica el total incumplimiento del o.1etivo6 4asta el m/s alto 8uerepresenta el mane1o completo del o.1etivo o tema indicado


Con"i%era" 2ue al-anza"+ee"+o" 6ro6"i+o"

0 3 7

4o%elizar -ir-ui+o" %e -.-. a6li-an%o la" le3e" %eir-oJ

Cal-ular la %iferen-ia %e 6o+en-ial en+re %o" 6un+o"en un -ir-ui+o el<-+ri-o

Analizar la %i"+ri:u-in %e energ*a en -ir-ui+o"el<-+ri-o" %e -.-.



51


Trabajo práctico "68: ag"etismo

Primera parte: $uer,a mag"tica ' torque

32 Un protón movi5ndose con rapide= < 30 ms a trav5s de un campo magn5ticode magnitud 32 ( e;perimenta una fuer=a magn5tica de G27 30 3 N2 >Cu/les el /ngulo entre la velocidad del protón el campo?

72 Un electrón es lan=ado dentro de un campo magn5tico uniforme dado por B E+36< i O 7 1, (2 :alle la fuer=a 8ue actJa so.re el electrón sa.iendo 8ue suvelocidad es T E6 30 @ 1 ms2 $epresente en un sistema de coordenadas elcampo6 el electrón en movimiento la fuer=a magn5tica2

2 !uponga 8ue un electrón un protón ingresan en una región donde 4a campo

magn5tico perpendicular a la dirección de movimiento de las cargas2 Cadacarga tiene una velocidad de 3000 ms i el campo uniforme vale 30 ( 12 :allepara cada carga el radio de giro compare sus traectorias mientras semuevan dentro del campo2

<2 Considera un espectrómetro de masas2 #l campo el5ctrico entre las placas delselector de velocidades es de 9@0 Tm el campo magn5tico tanto en elselector de velocidades como en la c/mara de desviación tiene una magnitudde 029 (2 Calcula el radio de la traectoria en el sistema para un iónsimplemente cargado con masa mE 723G ; 30-7 g2

@2 Calcule la magnitud de la fuer=a por unidad de longitud e1ercida so.re unconductor recto largo 8ue lleva corriente de 77 A est/ en una región donde

el campo magn5tico es uniforme de valor (6 est/ dirigidoperpendicularmente al conductor2 $epresente la situación dada2

2 Un alam.re lleva una corriente estacionaria de 6< A2 Una sección recta delalam.re a lo largo del e1e ;6 con longitud 06@ m se encuentra dentro de uncampo magn5tico ; E 36 1 (2 !i la corriente flue en el sentido O;6 4alle lafuer=a magn5tica so.re la sección de alam.re2

2 "os partículas cargadas6 una con una carga8 otra con una carga 78 ingresan en una=ona donde 4a una campo magn5tico6 tal

como se muestra en la figura2 Am.aspartículas poseen la misma velocidad alingresar al campo magn5tico2 "i.u1ecualitativamente la traectoria de cada partícula2

G2 Una espira rectangular de 300 vueltas tiene dimensiones 06<m por 06 m2 &aespira est/ articulada +de modo de poder rotar, a lo largo del e1e D el plano dela .o.ina forma un /ngulo de 0 L con el e1e ;2 A, :alle la magnitud delmomento +tor8ue, e1ercido so.re la espira por un campo magn5tico de 06G (dirigido a lo largo del e1e ;6 cuando la corriente 8ue circula por cada espira esde 367 A2 B, !i Ud2 "esea conocer el vector tor8ue6 de.e asignarle sentido a lacorriente2 Asigne un sentido a la corriente6 determine el vector tor8ue elsentido en 8ue se espera 8ue la .o.ina gire2

B

2q

q



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92 &a .o.ina de un galvanómetro tiene 7cm de alto 3 cm de anc4o 7@0 vueltas est/ montada de tal manera 8ue puede girar alrededor de un e1e vertical enun campo magn5tico uniforme radial de 06700 (2 Un resorte ! produce unmomento antagónico 8ue e8uili.ra el momento magn5tico dando lugar a unadesviación angular constante φ correspondiente a una corriente dada i de la.o.ina2 !i la corriente de 0200030A produce una desviación angular de 0K6>cu/l es la constante de torsión del resorte?

(egu"da parte: $ue"tes de campo mag"tico

302 "os conductores largos paralelos6 colocados verticalmente separados por una distancia de 30cm6 llevan corrientes en la misma dirección2 !i I3 E @ A e I 7E GA >Cu/l es la fuer=a por unidad de longitud so.re cada alam.re de.ida alotro?

332 Para los alam.res del e1ercicio anterior Calcula la magnitud dirección del

campo magn5tico en un punto P locali=ado a 7cm a la i=8uierda del conductor con corriente I7 entre los dos conductores2

372 "os conductores rectilíneos mu largos paralelos llevan corrientes ensentidos opuestos2 !i I se a1usta de modo 8ue el campo magn5tico se anule enC6 calcule

a, #l valor de I., #l campo magn5tico en P I

C

30A P

13) Un alam.re 4ori=ontal cuelga de una .alan=a6 #n las pro;imidades del alam.re seencuentra el polo norte de un im/n permanente2 Cuando se 4ace circular corriente por elalam.re la lectura de la .alan=a se modifica indicando una masa aparenteR maor para elalam.re2 Indi8ue en el di.u1o el sentido de circulación de la corriente2

N



51


Tercera parte: i"dagaci#" bibliográ$icaI! Ingrese a la siguiente p/gina Me.

ttp:<<===3sc3eu3es<sb=eb<$isica<elecmag"et<mo%>campo<mo%>campo3tml

a, Accede a la simulación dada por la acti%idad correspondiente a camposel5ctricos magn5ticos cru=ados2 #;plórela2

., $esponda >para 8u5 valores de B # la carga e;perimenta un movimientocircular?

c, "escri.a 8ue ocurre cuando se cam.ia el signo de la carga6 sin modificar otrospar/metros2

d, Fundamenta las descripciones reali=adas en c, d,2II!

a! Utili=ando la .i.liografía sugerida por la c/tedra6 descri.a el funcionamiento deun espectr#metro de masa3

b! AcompaHe su descripción ver.al con un es8uema del dispositivo2

c! Fundamente teóricamente el principio de funcionamiento2d! $esuelva el siguiente e1ercicio

Considere un espectrómetro de masas2 #l campo el5ctrico entre las placas del selector de velocidades es de 9@0 Tm el campo magn5tico tanto en el selector develocidades como en la c/mara de desviación tiene una magnitud de 069 (2 Calcula elradio de la traectoria en el sistema para un ión simplemente cargado con masa mE723G ; 30 7 Sg2

I"sta"cia de re%isi#" de los apre"di,ajes logrados:

#l siguiente cuestionario +P!I, de.e ser completado con nJmeros de 0 a 6 donde elnJmero m/s .a1o indica el total de incumplimiento del o.1etivo6 4asta el m/s alto 8uerepresenta el mane1o completo del o.1etivo o tema indicado2

-bjeti%o ?i%el de logro

>Consideras 8ue alcan=asteestos propósitos?

0 3 7

"escri.ir los efectos 8ue el campo magn5tico produce so.recargase en movimiento2

Cuantificar los efectos del campo magn5tico so.re cargas enmovimiento2

"escri.ir ver.al6 sim.ólica gr/ficamente el campo magn5ticocreado por corrientes estacionarias2

$espetar los tiempos de presentación de tra.a1os de aula la.oratorio2

Utili=ar estrat5gicamente recursos como .i.liografía e Internet

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/mov_campo/mov_campo.html

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/mov_campo/mov_campo.html



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Trabajo práctico "6@: &e' de Farada'

Fe"#me"os de I"ducci#" A &e' de Farada'

Obeti!o"

• Anali=ar la presencia de una corriente inducida en la espira conductora segJnel movimiento de un im/n coa;ial con la espira6 identificando el sentido decorriente relacionando e;presiones gr/ficas lingVísticas2

• #;plicar la presencia de una corriente inducida en una espira conductoracerrada en movimiento dentro de diferentes regiones de campo magn5ticointerpretando el sentido de circulación de corriente

• Conocer aplicaciones C(! de la inducción electromagn5tica 8ueconte;tualicen el modelo teórico les permita a los futuros ingenierosinteractuar con su realidad inmediata

32 Una espira circular de alam.re de <@ mm de radio est/ situada perpendicular a uncampo magn5tico espacialmente uniforme2 "urante un intervalo de tiempo de 370ms el valor del campo magn5tico cam.ia linealmente de 7<9 m( a 0 m(2

a, Calcule el flu1o de campo magn5tico 8ue atraviesa la espira alcomien=o al final del intervalo de tiempo2

., Calcule la fem inducida en la espira en dic4o intervalo2c, $ealice un es8uema mostrando el campo magn5tico saliendo

del plano del papel6 e indi8ue el sentido de la corrienteinducida2

72 Una .o.ina de 7@ vueltas6 cada una de las cuales encierra un /rea de G mm76est/ colocada en el interior de un solenoide largo6 cerca de su centro con su e1ecoincidiendo con el de 5ste2 !e varía la corriente en el solenoide de manera 8ue elcampo magn5tico en su interior cam.ia linealmente desde 3@0 m( en un sentido64asta 3@0 m( en sentido opuesto en @ ms2

a, Calcule el cam.io de flu1o magn5tico 8ue atraviesa cada vueltade la .o.ina en ese intervalo de tiempo2

., Calcule la fem inducida en la .o.inac, >Cómo serían sus respuestas anteriores si el e1e de la .o.ina

forma un /ngulo de 0K con el e1e del solenoide?

2 Cada vuelta de una .o.ina de 7@0 vueltas encierra un /rea !E9 30 7 m72a, >Con 8u5 rapide= de.e cam.iar el flu1o de campo magn5tico

8ue atraviesa cada vuelta de la .o.ina si la fem inducida en la.o.ina es de 2@ T?

., !i el flu1o se de.e a un campo magn5tico uniforme 8ue formaun /ngulo de @K con el e1e de la .o.ina6 >con 8u5 rapide=de.e cam.iar el campo par producir dic4a fem?



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<2 Considere un circuito de alam.re desli=ante en forma de UR un campo magn5ticosaliente2

a, >Qu5 fem se induce en este circuito cuando BE<0 m(6 &E3@0mm vE76 ms?

., !uponiendo 8ue el alam.re desli=ante los lados de la Utengan una resistencia desprecia.le6 8ue la resistencia delcircuito de @0 Ω est/ conectada en la parte i=8uierda de la U6>8u5 corriente se induce en el circuito? Indi8ue en unes8uema el sentido2

c, "etermine la magnitud sentido de la fuer=a magn5tica 8ueactJa so.re el alam.re desli=ante2

@2 #n el e1emplo de la figura6 un la=o circular est/ sumergido en un campo magn5ticoB E 060<@ (2 #l campo est/ inclinado un /ngulo θ E7@L respecto a la normal al plano

del la=o2 #l radio del la=o es 30 cm2a, :alle el flu1o del campo magn5tico a trav5s del la=o2., !i el campo magn5tico decrece a una velocidad de

020@0 (s6 encuentre la fem inducida en el la=o2c, !i en su lugar el radio del la=o se incrementa en 023

ms encuentre la fem inducida en el la=o2d, !i la dirección del campo magn5tico se modifica con

una velocidad de 76@ rads6 encuentre la fem inducidaen el la=o2

e, !i todos los cam.ios anteriores suceden al mismo tiempo6 encuentre la feminducida en el la=o2

f, #specifi8ue en 8ue dirección circular/ la corriente en cada caso2

2 Una espira conductora plana6 de resistencia 3@00 Ω6 encierra un /rea de 060@ m7 gira con frecuencia constante de 0 := alrededor de un e1e perpendicular a uncampo magn5tico uniforme de módulo 06< (2

a, $ealice un es8uema., Calcule la frecuencia angular de rotación de la espira2c, :alle el valor m/;imo del flu1o 8ue atraviesa la espirad, :alle el valor m/;imo de la fem inducida en esta espira2e, !i el flu1o es m/;imo en tE06 >en 8u5 instantes es m/;ima la

corriente?

2 &a .o.ina de un generador posee 7@ vueltas gira con frecuencia angular de rads en un campo magn5tico uniforme de m(2 Cada espira tiene un radio de 7cm2

a, :alle la e;presión de la fem inducida., $epresente gr/ficamente la fem inducida en función del

tiempoc, >Cu/ntas vueltas de.e tener la .o.ina de este generador6

para 8ue la fem m/;ima generada sea de 30 T?

G2 "escri.a una central 4idroel5ctrica local2 #;pli8ue el principio de funcionamiento2

B

θ



51


(ugere"cias para la redacci#" de i"$ormesI"troducci#":

#l informe de la.oratorio +o el informe en general, es una prue.a de 8ue 4icimos une;perimento real o virtual6 lo comprendimos lo anali=amosD así6 cuando redactamos

un informe terminamos de ordenar datos6 gr/ficos6 anotaciones 6 ./sicamente6 ideas2

#l informe de.e ser ante todo claro6 en lo posi.le6 .reveD redactado en lengua1epreciso ameno tratando de atraer retener la atención del lector2

#l informe no de.e ser considerado un documento 8ue se presenta con el solo fin de8ue el profesor 1u=gue el tra.a1o reali=ado6 sino 8ue de.e ser pensado como un te;to8ue sea capa= de mostrar 8ue estamos ad8uiriendo 4a.ilidades de comunicar porescrito nuestros resultados refle;iones2 Así visto6 el informe es un entrenamiento 8uenos audar/ a me1orar nuestra redacción6 con ella6 nuestra capacidad de comunicartemas científicos t5cnicos6 en lengua1e claro preciso2

#n todos los casos se de.en responder las siguientes preguntasPara completar al iniciar o finali=ar los tra.a1os de la.oratorio2R

/3 Bu se estudi#D BCuál $ue el objeto de estudioD - BCuál $ue el $e"#me"o$ísico o e%e"to estudiadoD (i es "ecesario realice el esquema eperime"tal3

23 Bu se pregu"taro" sobre ese objeto de estudio o $e"#me"oD

43 Bu iciero" para respo"der estas pregu"tasD Bu datos tomaro"DBC#mo los orga"i,aro" para sacar sus co"clusio"esD

73 BCuáles so" las co"clusio"es o respuestas a las pregu"tas reali,adas e"2GD

83 Bu co"ceptos utili,a"D

@3 Bu pri"cipios ' le'es los relacio"a"D )rme u" esquema o mapaco"ceptual3



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Organización del informe:

Primera secci#": E"cabe,amie"to del i"$orme• Título• )utores• Hesume"(egu"da secci#": Cuerpo del i"$orme• I"troducci#"• todo eperime"tal• Hesultados• *iscusi#"

• Co"clusio"es• He$ere"cias• )p"dices

Primera secci#": E"cabe,amie"to del i"$orme

• Título: *e.e ser específico e informativo2 "e.emos dar una idea del tema

estudiado• )utores: Nom.res de los autores6 dirección electrónica6 etc2 +#s decir6 dar una vía

de comunicación,

• Hesume": "e.e dar un adelanto de lo 8ue se leer/ en el cuerpo del informe6 en loposi.le de no m/s de 300 pala.ras2 #n 5l de.e indicarse concisamente el tema deltra.a1o6 la metodología seguida destacar los resultados m/s importantes2



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(egu"da secci#": Cuerpo del i"$orme

• I"troducci#": !e de.e introducir al lector en el tema en estudioD es aconse1a.leincluir un marco teórico - e;perimental del tema 8ue estudiamos6 con lasreferencias adecuadas +8ue permitan conectar al lector con lo 8ue se conoce deltema a estudiar,2 "e.e enunciarse claramente el o.1etivo o propósito dele;perimento2

• todo eperime"tal: !e descri.e procedimientos seguidos e instrumentalempleadoD un es8uema del diseHo e;perimental +diagramas es8uem/ticos 8uemuestren dispositivos sus cone;iones,2 #s interesante aclarar cu/les varia.les semiden directamente6 cu/les indirectamente cu/les se toman como datos de otrasfuentes2 #s importante identificar las fuentes de errores limitaciones del diseHo2

• Hesultados: Preferentemente de.en presentarse en forma de gr/ficosD puedenincluirse las ta.las de datos2 "e.en diferenciarse los datos o.tenidos de otros 8uepuedan usarse para comparar2 "e.en e;presarse los resultados con sus errores+especificando el c/lculo de los mismos,

• *iscusi#": "e.e e;plicitarse el an/lisis de los datosD por e1emplo dependenciaso.servadas entre varia.les6 comparación de datos con el modelo propuesto6discrepancias o similitudes con otros resultados2

• Co"clusio"es: "e.e comentarse 8u5 4emos aprendido del e;perimentoreali=ado6 sinteti=ar consecuencias e implicancias 8ue encontramos asociadas alos resultados2

• He$ere"cias: &as referencias .i.liogr/ficas se ordenan al final del informe2 "e.encontener nom.re de los autores de las pu.licaciones citados en el te;to6 título delos tra.a1os6 nom.re de la revista o editorial 8ue los pu.licó6 los datos 8ueauden a la identificación de los mismos +volumen6 capítulo6 p/gina6 fec4a de

pu.licación6 etc2,• )p"dices: #n algunos casos se incluen para la me1or comprensión del informeD

su lectura se sugiere en el te;to principal2



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Taller de re%isi#" /: ÓPTIC) E-THIC)

#ste taller tiene como propósito 8ue logres

"iferenciar como se encuentra la distancia focal en lentes espe1os !eleccionar lentes de acuerdo a las necesidades 8ue se tengan de la

imagen

3, "el siguiente enunciado puedes inferir algunas de las proposiciones 8ueencontrar/s a continuación del mismo2 Indica cu/les se derivan del mismo fundamenta tu respuesta

&a ecuación del constructor de lentes relaciona las distancia o.1eto e imagen con ladistancia focal a trav5s de

3 3 3

------ O ------ E -----

o i f

donde 3f E + n7 n3-3 , + 3 $3 - 3$7, E P D P potencia

a, f E $7

., en las lentes convergentes f es positiva

c, n7 es el medio del cual proviene la lu=

d, la esfericidad de cada superficie condiciona la distancia focal

e, Una potencia grande indica un gran aumento en consecuencia unadistancia focal corta

f, los raos paralelos 8ue proceden del infinito se cru=an en el foco

7, Cada uno de los enunciados siguientes tienen cuatro respuestas de las cu/les sólouna es correctaD m/rcala en el cuadro correspondiente 1ustifícala gr/fica analíticamente



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I, A 0 cm a la i=8uierda de una lente convergente de distancia focal 70 cm se colocaun o.1etoD la imagen o.tenida es

a, $eal de maor tamaHo 8ue el o.1eto + ,

., Invertida de menor tamaHo 8ue el o.1eto + ,

c, Tirtual aumentada + ,

d, Ninguna es correcta + ,

II, #l mismo o.1eto se coloca a 30 cm de la lente D la imagen o.tenida a4ora es





III, #n esta situación el o.1eto se coloca a 0 cm de una lente de distancia focal f E-302 &a imagen 8ue se o.tiene es





, $eali=a un cuadro comparando los resultados e indica donde de.ería colocar uno.1eto respecto a una lente convergente si 8uisiera o.tener una imagen ampliada virtual

<,a, #ncuentra la imagen final de un o.1eto de 3 cm de alto a trav5s del siguientesistema de lentes gr/fica analíticamente descrí.ela2 U.ica el o.1eto 363 cm a lai=8uierda del primer lente2 Considera P3 E 300 " f7 E <cm 2 dE70 cm

., >"ónde de.erías colocar la segunda lente para transformar el sistema anterior enun microscopio?



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Taller de re%isi#" 2: ÓPTIC) FJ(IC)

#ste taller tiene como propósito 8ue logre

$#TI!A$ como se encuentra la posición de los m/;imos mínimos en losfenómenos de interferencia difracción

"IF#$#NCIA$ am.os fenómenos

IN(#$P$#(A$ el fenómeno de la Polari=ación

32 #n una e;periencia de 'oungD indica 8u5 condiciones 4an de cumplir6 para lograr unpatrón de interferencia nítido

a, la lu= incidente

., las distancias entre pantallas entre rendi1as

c, #;plica 8u5 se ver/ en la pantalla al i, incidir lu= monocrom/tica so.re las rendi1as

ii, incidir lu= .lanca

d, !i en la e;periencia anterior se tapa una de las rendi1as6 e;pli8ue 8ue se ver/ en lapantalla i, si la rendi1a es grande comparada con la longitud de onda ii, si la rendi1aes compara.le a la longitud de onda

7, Cada uno de los enunciados siguientes tienen cuatro respuestas de las cu/les sólouna es correctaD m/rcala en el cuadro correspondiente 1ustifícala

I, &u= monocrom/tica de 00nm incide so.re una pantalla con dos ranuras separadas3mmD a 367m de 5sta se coloca una pantalla en la cual se o.serva

a, Un patrón de interferencia6 con fran1as .rillantes cua intensidad disminue a partir

del m/;imo central + ,

., Un m/;imo a 723 mm del centro del m/;imo central + ,

c, #l primer mínimo de interferencia a 06 mm del centro + ,




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II, !eHale T o F6 1ustificando .revemente su respuesta

a, #n la difracción es importante la co4erencia entre las ondas 8ue inciden en larendi1a + ,

., #n la interferencia el factor clave es el tamaHo de cada rendi1a + ,

c, #n la interferencia la distancia entre las líneas oscuras se puede calcular a partir de 8ue las ondas procedentes de las ranuras presenten una diferencia de fasee8uivalente a un nJmero impar de semilongitudes de onda2 + ,

d, #n la interferencia las líneas .rillantes tienen igual intensidad en la difracción 4aun m/;imo central m/s importante + ,

III! !eHale T o F6 1ustificando .revemente su respuesta

a, &as ondas longitudinales pueden polari=arse + ,

., Al polari=arse un 4a= de lu= pierde intensidad + ,

c, Al pasar lu= por un Polaroid6 la onda transmitida tiene su plano de polari=aciónperpendicular al e1e de transmisión + ,

d, &a lu= de una fuente ordinaria6 no polari=ada6 consiste de trenes de ondas con uname=cla de direcciones de vi.ración orientadas al a=ar + ,

IK! Al incidir lu= parcialmente polari=ada proveniente del aire so.re un vidrio de índicede refracción desconocido6 se encuentra 8ue el rao cuo /ngulo de refle;ión es de@GK est/ polari=ado totalmente

a, #l rao refle1ado forma un /ngulo recto con el rao incidente + ,

., #l medio tiene un índice de refracción relativo al aire de 32@ + ,

c, #l medio tiene un índice de refracción relativo al aire de 32 + ,


K! Cuando un rao proveniente del agua +n E 32, incide en la interfase con el aire+nE3,6 con un /ngulo de incidencia maor 8ue @3K

a, (oda la lu= es refle1ada + ,

., #l rao refractado forma un /ngulo menor 8ue <@K con la normal + ,

c, #l /ngulo de refle;ión es menor 8ue @3K + ,




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Pro.lemas de )ptica para repasar

32 Un espe1o cóncavo tiene una distancia focal de 37 cm2 !e coloca 0 cm frentea 5l un o.1eto2 #ncuentre la posición de la imagen la amplificación lateral2

72 Un espe1o conve;o tiene un radio de curvatura de 3G cm2 A 30 cm del espe1ose coloca un o.1eto2 #ncuentre la posición descri.a la imagen usando losm5todos A, alge.raico B, gr/fico

2 Una lente convergente tiene un radio de curvatura de <7 cm2 #st/ 4ec4a devidrio de n E 36@2 Calcular su distancia focal2

<2 Una lente divergente tiene un radio de curvatura de G cm de magnitud est/construida de acrílico de n E 36<<2 a, Calcule su distancia focal2., !e coloca 3 cm frente a ella un o.1eto2 #ncuentre la posición amplificación lateral de la imagen por m5todos alge.raicos gr/ficos

@2 "os lentes convergentes id5nticas de distancias focales f E fWE O 3@ cm est/nseparadas por una distancia d E cm2 Una fuente luminosa est/ situada a unadistancia s E 30 cm a la i=8uierda de la primera lente2 #ncuentre la posiciónde la imagen final2

2 !e dispone de un espe1o cóncavo de 70cm de radio se desea 8ue la imagen

se forme a 3 m del espe1o2 >A 8u5 distancia se de.er/ colocar el o.1eto?

2 Una lente convergente6 nE36 rE3 cm6 se desea utili=ar como lupa2 >"ónde4a 8ue situar la lente respecto al o.1eto para 8ue su imagen se genere a 7@cm del o1o? >Cu/ndo se o.tiene el maor aumento angular?

G2 "os rendi1as estrec4as distantes entre si 36@ mm se iluminan con la lu= amarillade una l/mpara de sodio de @G9 nm de longitud de onda2 &as fran1as deinterferencia se o.servan so.re una pantalla situada a m de distancia2 :allar la separación de las fran1as so.re la pantalla2 $epetir los c/lculos si la distancia

entre rendi1as es de 06G mm6 λE@90 nm la pantalla est/ a 06@ m2

92 !e 4ace pasar el 4a= de un l/ser de 00 nm de longitud de onda a trav5s deuna rendi1a vertical de 067 mm de anc4o 8ue luego incide so.re una pantalla a m de distancia2 :allar la anc4ura del m/;imo de difracción central so.re lapantalla2

302 Un microscopio tiene una lente o.1etivo de 367 cm de distancia focal un ocular de 7 cm de distancia focal separadas 70 cm2 :allar el poder amplificador si elpunto pró;imo de o.servador est/ a 7@ cm2 >#n dónde de.er/ colocarse el

o.1eto si la imagen final 4a de verse en el infinito?



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332 "eseamos usar una placa de vidrio +n E32@0, en el aire como un polari=ador2"etermine el /ngulo de polari=ación el /ngulo de refracción2

372 Un o.1eto est/ a 70 cm a la i=8uierda de una lente delgada divergente conlongitud focal de -0 cm2 >"ónde se forma la imagen? .tenga la posición dela imagen tanto por medio de c/lculo como por medio de un diagrama deraos2

32 #n un microscopio compuesto el o.1eto est/ a 37 mm del o.1etivo2 &as lentesest/n separadas por 7G@ mm la imagen intermedia est/ a <G mm del ocular2>Qu5 aumento se produce?

3<2 "os materiales A B tienen índices de refracción de 32 32@Grespectivamente2 A, :alle el /ngulo crítico de la refle;ión interna total en unainterfa= entre los dos materiales2., >#n 8u5 dirección de.e propagarse un rao incidente si 4a de refle1arsetotalmente?

Hespuestas a los problemas de repaso de Óptica

3, sWE 70 cm m E -06

7, sWE -<6G cm m E 06<G cm

, f E O 7 cm

<, a, f E -< cm ., sWE -3G cm m E 06@G@, &a primera imagen se forma a 0 cm de la segunda lente6 es virtual2 !e constitueen o.1eto para la primera lente6 la distancia de este nuevo o.1eto a la primera lente esde cm2 &a imagen final se forma a 7 cm a la i=8uierda de la primera lente

, s E 39 m

, fE 336< cm sE 6G@ cm m E 67

G, E 363G mm

9, 7E7l&.E <67 cm

30, E -3@ sE 3679 cm

33, θpE @2K θr E 2K

37, 37 cm a la i=8uierda de la lente2

3, 30

3<, a, 720 K ., "e A a B



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Taller de re%isi#" 4: E&ECTH-(TLTIC)

/3 "os partículas a b tienen masas iguales de 76 g cargas de igual valor 86pero de signos contrarios2 &a partícula a est/ colgada del tec4o por un 4ilo delongitud 06@ m masa desprecia.le2 Cuando am.as partículas est/nseparadas 4ori=ontalmente una distancia de 067@m6 a se encuentra ene8uili.rio esta.le con el 4ilo formando un /ngulo de <@K con la vertical2"etermina el valor de la carga 82 +Ter figura 3, +$ta @90nC,

23 #n la atmósfera terrestre e;iste un campo el5ctrico promedio de 3@0 NC 8ueseHala 4acia a.a1o2

a! "etermine la relación cargamasa 8ue de.e tener un o.1etopara 8uedar suspendido en el aire como efecto de las fuer=asel5ctrica gravitatoria2 +$ta 060@ CSg,

b! !uponiendo 8ue el nJmero de protones es igual al nJmero de

neutrones +en el material 8ue forma este o.1eto,6 determine lafracción de electrones 8ue 4a.r/ ganado o perdido el o.1eto2+$ta 32< 30-9,

43 !e tienen cuatro cargas en los v5rtices de un cuadrado como se indica en lafigura6 en la 8ue Q E <×30- C2 "eterminar

#l campo el5ctrico en el centro del cuadrado2 #l tra.a1o necesario para mover una carga de prue.a de valor 8 desde C 4asta A2

'ota# !o,ar W 1/@πε(WB1(N ,$/C$

- # 2$ c% C

-& -&

'& '&

( )

igura 1

a



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ta.: E W '5;1B1(> j N/CK X W '$5@5B1(@ 2

73 $efiri5ndonos a la figura 7

a! "etermina el campo el5ctrico producido por las partículas a cen la posición de la partícula b +8aE 3< nC6 8cE73 nC, +$ta3<00 NC i,

b! "etermina el campo el5ctrico producido por las partículas a ben la posición de la partícula c +8.E -7 nC, +$ta @00 NC +Ai,

83 (res cargas puntuales O86 O8 -8 +8 E 3 XC, se disponen en los v5rtices de untri/ngulo e8uil/tero de 3 m de lado2 :allar

#l campo el5ctrico en el centro del tri/ngulo2 #l tra.a1o necesario para mover una carga de 3 XC desde el centro del

tri/ngulo 4asta la mitad del lado 8ue une las dos cargas O82

$ta2 @< SNC dirigido 4acia el v5rtice -8D 30 m

@3 #n dos de los v5rtices de un tri/ngulo e8uil/tero de @ m de lado est/n Y situadasdos cargas puntuales de O@ -@ respectivamente2 :allar

#l campo el5ctrico en el tercer v5rtice

#l tra.a1o necesario para llevar una carga de 3C desde el tercer v5rtice 4asta elpunto medio del lado opuesto2 "A(! SE 9Z30 9 N m7C-72

ta: 1Z1(> N/CK (

'ota# !o,ar W 1/@πε(WB1(

N ,

$

/C

$

ta.: E W '51B1(> j N/CK X W '$5@5B1(@ 2



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M3 !e sitJan dos cargas de O30- C -30- C en los v5rtices de la .ase de un tri-/ngulo e8uil/tero de 0 cm de lado como se indica en la figura2 Calcular

a, #l campo el5ctrico en el v5rtice A2

., #l tra.a1o para mover una carga de prue.a 8 desde A 4asta :2

M W 6un+o ,e%io en+re 8 3 C.

'ota# !o,ar W 1/@πε(W×1( N,$/C$

ta.: 1;@×1(? N/CK (

N3 !e disponen tres cargas puntuales de 3 µC en los v5rtices de un tri/nguloe8uil/tero de 3 m de lado2 :allar

#l campo resultante so.re una cual8uiera de las cargas

#l lugar en 8ue de.e situarse una cuarta carga6 así como su magnitud6para 8ue el con1unto de las cuatro cargas est5 en e8uili.rio2

ta # Si -on"i%era,o" el -a,6o %e:i%o a la 6ro6ia -arga E W ∞;%e o+ra for,a 3"egn el 6un+o +o,a%o "alen %i"+in+a" -o,6onen+e" aun2ue -on el ,i",o ,%ulo

EW 1.5> Z1( ? N/C K 2@ W '(.5)) µC en el -en+ro.

93 Una partícula cargada es acelerada desde el reposo por un campo el5ctricouniforme de módulo @2 30 NC6 4asta alcan=ar una velocidad de @6 30@ ms

despu5s de 4a.er recorrido una distancia de 02m2a! $ealice un es8uema mostrando carga6 campo6 traectoria

b! Calcule la relación carga-masa de la partícula2 +$ta 96 30

CSg,

c! >!e tratar/ de un protón o de un electrón? +$ta protón,

/03 Un electrón ingresa con una velocidad 4ori=ontal v0 en un región donde e;isteun campo el5ctrico dirigido 4acia a.a1o6 por el punto medio entre las placas deun condensador2 &as placas est/n separadas una distancia d tienen un largo&2 "emuestre 8ue el /ngulo con 8ue sale el electrón de la región entre las

placas6 con respecto al e1e ; +4ori=ontal, es θE tan-3 +8#&mv07,

'1$-* C -1$-* C

(

) C3+ c%

,$ c%



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//3 Un electrón es proectado con una velocidad de @2G 30 ms con un /ngulode 9K con la 4ori=ontal2 #l campo es vertical6 dirigido 4acia arri.a6 laseparación de las placas es 329 cm6 siendo la longitud de cada placa 27 cm2

$eali=a un es8uema mostrando placas6 campo6 carga6 vector aceleración6traectoria2

>%olpear/ el electrón contra alguna de las placas? !i tu respuesta esafirmativa6 >cu/l ser/ a 8u5 distancia del e;tremo i=8uierdo?

/23 #n la región comprendida entre dos placas cargadas6 v5ase la figura630e;iste un campo el5ctrico uniforme de 7< NC2 Un electrón penetra en esaregión pasando [mu[ cerca de la placa positiva +punto " de la figura, con unavelocidad 8ue forma un /ngulo de L2 &a traectoria 8ue descri.e es tan-gencial a la otra placa +seacerca tanto como podamossuponer6 pero sin llegar a

tocarla,2

:allar la velocidad de entrada del electrón en dic4a región2 >Cu/nto tiempo necesitar/ el electrón para pasar ro=ando la placa negativa6 8u5

distancia 4ori=ontal 4a.r/ recorrido dentro de esa región?DA!OS# ,e W ;1×1('?1 g. 2e W '1[>×1('1 C. !,e"e Sen ?)\W(;>K -o" ?)\ W (;.

ta.: ?1;?×1(> ,/"; 5;??×1(' "; (;1?? ,

/43 !e somete una partícula de 0\3 g de masa carga 3 XC a la acción de uncampo el5ctrico uniforme de magnitud 700 NC en la dirección del e1e '2Inicialmente la partícula est/ en el origen de coordenadas6 movi5ndose conuna velocidad de 3 ms segJn el e1e ]2 !i ignoramos la acción de la gravedad64allar

#l lugar en 8ue colisionar/ con una pantalla perpendicular al e1e ]6situada a un metro del origen6

&a energía cin5tica 8ue tiene la partícula en ese instante2ta.: 1;1 ,K $5( ]

. . . . . . . .

' ' ' ' ' ' ' '

/

3,0

$

+ c%

#



51


/73 Un protón un electrón se encuentran inicialmente entre las placas de uncondensador plano6 el protón en la placa cargada positivamente el electrónen la cargada negativamente2 Comien=an a moverse al mismo tiempo2 >&legana la ve= a las placas opuestas? $ta2 ?o

/83 Una partícula de carga -78R se sitJa en el origen del e1e ;2 A un metro dedistancia en la parte positiva del e1e6 se sitJa otra partícula de carga O8R 2Calcular

&os puntos del e1e en 8ue se anula el potencial el5ctrico &os puntos en los 8ue se anula el campo electrost/tico2

ta#a, !i es el punto est/ entre la cargas 7 mD a la derec4a de la positiva6 7 m2 ., fuera delintervalo de las cargas6 m/s pró;imo a la menor 6<3 m

/@3 "os cargas puntuales de - @ µC cada una6 est/n fi1as en los puntos +060, +@60,2 :allar a, elY valor del campo electrost/tico en el punto +3060,6 ., la

celeridad con 8ue llega al punto +G60, una partícula de masas 7 g carga G µC8ue se a.andona li.remente en el punto +3060,2 &as distancias seY e;presan enmetros2 Hta: a, # E -77@0 i NC D ., v E 6@@ms

/M3 Para fa.ricar un condensador se dispone de dos placas de co.re6 una l/minade mica +espesor igual a 063 mm S E ,6 una l/mina de vidrio +espesor 7 mm SE ,6 una placa de parafina +espesor 3 cm S E7,2 >Qu5 l/mina 4a.r/ 8uecolocar entre las placas de co.re para o.tener la m/;ima capacitancia? >por8u5?

Taller de re%isi#" 7: CIHCOIT-( *E C3C3

Primera parte: en cada ítem selecciona la opción correctaD la opción d, de.e 1ustificarse

I, #n el circuito I 6 representan instrumentos el5ctricosvoltímetros o amperímetros ideales2

♦ &a resistencia e8uivalente del circuito es

a, 36@< Ω ., 767 Ω c, 3769<Ω d, otra

♦ &a corriente por $E70Ω vale

a, 0677 A ., 367@A c, 367 A d, otra

♦ &a d2d2p2 entre los puntos a . es

a, 7@T ., @6GT c, 776T d, otra

♦ Para medir la corriente 8ue circula por $E 70Ω se utili=a elinstrumento

a, ., c, d, otro

II, #n el circuito II



51


♦ &a ecuación de nodos en el nodo A es

a, i3-i7OiE0 ., i3Oi7OiE0 c, i3Oi7-iE0 d, otra

♦ &a ecuación de la malla i=8uierda es

a, i3O@i7E@ ., i3-@i7E@ c, -i3-@i7E@ d, otra♦ &as corrientes miden

a, +i36i76i,E+02976 -023<6 02, ., +i36i76i,E+-02976 -023<6 02,c, +i36i76i,E+-02976 023<6 -02, d, otros valores

♦ &a d2d2p2 entre a . vale

a, @T ., 306<T c, 67T d, otro

(egu"da parte: resuelve los siguientes e1ercicios

32 &a potencia m/;ima 8ue una resistencia de 30000Ω puede disipar sin elevar sutemperatura demasiado es de 7^2

a, Cu/l es la m/;ima d2d2p2 8ue puede esta.lecerse en los .ornes de laresistencia?

., Una resistencia de 70000Ω 4a de conectarse a una d2d2p2 de 00T6 >8u5 energíapierde en forma de calor en un minuto?

c, !e desea conectar una resistencia de 3000Ω 7^ de potencia a una d2d2p2 de700T6 se dispone de cierto nJmero de resistencias iguales de 30^ 3000Ω6>cómo de.en conectarse?

23Un galvanómetro 8ue re8uiere una corriente de 7@µ A para desviar a fondo de escalatiene una resistencia de 300Ω2 A, Calcula la resistencia de derivación 8ue le permitamedir una corriente de 3A a defle;ión de escala completa2 Calcula la resistenciainterna de este instrumento B, $epite para corriente m/;ima de 30A

43 #l galvanómetro anterior se desea emplear como voltímetroD calcula la resistencia aemplear si desea medirse 30T a fondo de escala2 Calcula la resistencia de derivación la resistencia interna del voltímetro2

Hespuestas:



51


Primera parte:

I! c, a, ., .,

II! c, ., c, .,

(egu"da parte:23 A, 76@ mΩ 6 76@ mΩ B, 76@ 30-< Ω

43 9969ΩD $E<00 Ω

Taller de re%isi#" 8: )?ETI(-I

- !i un electrón no se desvía al pasar por cierta región del espacio >Podemos estar seguros 8ue no 4a ningJn campo magn5tico en esa región? ustifi8ue su repuesta2

- !i un 4a= de partículas cargadas es desviado por efecto de un campo magn5tico2#;pli8ue cómo puede averiguar cu/l es el signo de las cargas 8ue poseen laspartículas2

- #l campo magn5tico producido por un im/n en una dada región del espacio tienela dirección j B B 1.= 2 Un electrón se despla=a en esa región en la dirección k vv 1.=

2 >Cu/l ser/ el sentido dirección de la fuer=a 8ue actJe so.re 5l?

- Un 4a= de partículas cargadas positivamente se desvían por efecto de un campode fuer=as2 >Como puede sa.erse6 operando so.re alguna de las varia.les del

sistema6 si la desviación tiene su origen en un campo electrost/tico o en un campomagn5tico?

- "os conductores paralelos separados una distancia d transportan una corriente I2Indicar la dirección6 magnitud sentido de la fuer=a 8ue se origina por efecto de lacorriente so.re cada conductor a, si la corriente circula en la misma dirección enam.os conductores ., si la corriente circula en direcciones opuestas en am.osconductores2

- Un electrón se mueve con una velocidad constante segJn el versor i indi8ue cualo cuales de las siguientes afirmaciones puede ser verdadera

a, #;iste un campo magn5tico solamente2

., #;iste un campo el5ctrico solamente2c, #;isten campos tanto el5ctricos como magn5ticos2



51


d, No e;isten campos

- ustificar la elección en cada caso6 agregando información adicional so.redirección sentido6 en los casos en 8ue corresponda2

- Un electrón se mueve con movimiento circular uniforme en el plano ;- 6 convelocidad angular constante2 Indi8ue cual o cuales de las siguientes afirmacionespuede ser verdadera

e, #;iste un campo magn5tico solamente2

f, #;iste un campo el5ctrico solamente2

g, #;isten campos tanto el5ctricos como magn5ticos24, No e;isten campos

- Completar la siguiente ta.la

!_B& Qu5 representa (IP UNI"A"#!

;

I dl %ector

omento de F

m +$,

- #;plicar cómo se puede 4acer una .rJ1ula con una .atería de alam.re un 4ilo2

- >#s posi.le 8ue sea cero una fuer=a magn5tica so.re una partícula cargadacuando 5sta se mueve en el seno de un campo magn5tico?>#s posi.le 8ue sea cero una fuer=a el5ctrica so.re una partícula cargada cuando5sta se mueve en el seno de un campo el5ctrico?

- >#s posi.le 8ue sea cero una fuer=a electromagn5tica so.re una partícula cargadacuando 5sta se mueve en el seno de un campo electromagn5tico?

• Experimentos: Inducción por movimiento de un imán

#ntre los e;tremos de un solenoide o .o.ina conecte un galvanómetro e;pli8ue 8u5 sucedecuandoa- !e introduce se retira alternativamente

un im/n2

.- !e introduce el im/n se lo de1a inmóvil2

c- !e de1a fi1o el im/n se mueve la .o.ina2

d- !e repiten las e;periencias a . a dosvelocidades distintas2

e- !e mueven el im/n el solenoide a lamisma velocidad2

igura $

N S

igura 1



51


#1ercicios complementarios ser/n suministrados por los au;iliares2

FCAI8 FISICA II 8 S#9erencias para preparar el e2a$en *nal 8

Planilla de secciones pre9#ntas & ejercicios i$pares

;iblio9ra3)a Secciones Pre9#ntas Proble$as

Inter3erencia

Sera3 Vol$@ê% ?). 1;$ 1;?;@;5 1;?

"i3racci+n & Polari4aci+n

Sera3 Vol$@ê%

?.1;$;?# "inin+en"i%a%

?.> # a:"or-in 3reeBin

? 1;?;);@);51;55

Electrostática : car9as & ca$posSera3 Vol$ $?.1;[email protected].>.) 1;$;?;5;;; );1(;15;1;$?



51


@ê% 1$;15;1>;1);1;$(;$>

Ga#ss

Sera3 Vol$@ê% [email protected];$;?;@ 1;$;?;5;>; ?;1?;1);$5;$);$;$;?(;?1;?5;?);?;@1;@)

Potencial

Sera3 Vol$@ê%

$5.1;$;?;@;5;> 1;$;@;5;>;);;1(

1;?;1?;15;1);$1;$?;$);?1; ?;@1; @5; 5(; 5?

Capacidad

Sera3 Vol$@ê%

$>.1;$;?;@;5;>;) 1;$;?;>;);1(;11;1>;1);$1

?;5;);11;1?;15;$1;$);$;?1;?);@5;@

Circ#itos de corriente contin#a

Sera3 Vol$?ra e%

$.1;$;?;5 1;$;?;5;>;;;1(;1$;1?;1@;$1;

$1.$5;$);?1;???

=a9netis$o# e3ectosSera3 Vol$?ra e%

$.1;$;?;@;5;>a6li-a-ione"#e"6e-+r,e+ro %e,a"a" 3 -i-lo+rn

1;$;?;@>;);;1(;11;1

1;?;5;);;11;1?;15;$?;$);$;?;@1;@?;@)

=a9netis$o# 3#entes

Sera3 Vol$?ra e%

?(.1 eje,6lo" 13$;?(.$;?;@;>;);

-on"ul+ar;

?;@;5;>;;1(;1?;1>

15;1);1;$$;$@;

=a9netis$o# Le& de Farada& Len4 e Ind#ctancia

Sera3 Vol$@ê%

?1.1;$;? 1;$;?;>; 1;?; 5;1);;$)

?1.5 1( K1$ ?; @1

?$.1;$6ar-ial "in lare"olu-in %e lae-ua-in %iferen-ial

1;?;);;;11 ?;;@)

Corriente alterna



51


Sera3 Vol$@ê%

??.1;$;?;@;5;>; 1;$;>;;1@ ;11;1?;$1;$?;$5;$)



51


*I)?Ó(TIC- *E PHEAHEOI(IT-( *E FJ(IC) II

"atos generales del alumno

Nom.re Carrera aHo deingreso &ega1o #scuela deprocedencia Calificacionesingreso

Química

atem2

Física

Notas de aterias rendidas

Qca2%ral2

Qca2Inorg2

Qca2rg2

atem2I atem2II Física I !ist2 "erepres2

3, !eHala TF

a, &as siguientes e;presiones son e8uivalentes para indicar vectores

+76063, E 2 i + + ,

+0616S, E 3 + + ,

., #l resultado de 3 2 34 ) 4 )i i + − − + − es

− −

−

+ −

* *

2 2

2 *

i

i

i

P !

P !

P !

otro vector !

7, !eHala la opción correcta

a, #l producto escalar entre dos vectores da por resultado

otro vector + , un nJmero + , depende de los vectores 8ue intervienen + ,

., #l producto vectorial entre dos vectores da por resultado

otro vector + , un nJmero + , depende de los vectores 8ue intervienen + ,

, "ados los vectores u v del diagrama6 completa con los valores

!e sa.e 8ue el módulo de u es 7 el /ngulo θ mide 0K



51


a, &as componentes de u son222222222222222222

., &as componentes de v son2222222222222222222222

c, #l /ngulo entre u v es2222222222222

d, u2v E

<, $esuelve +4allando el resultado o el valor de la incógnita segJn corresponda,

a, ∫ =12

r

dr ., ∫ =1

r

dr c, 3

1

rdr ∫ = d,

4 )− + =∫ 2 2

1

r dr

e,1

2$

1 1

1$+ =

−/f, 06007 senθ E6< 30- g, 7p O06@ 3@ E 7

@, "ados los puntos del plano PE +763,D QE +-360,D$E +067, D

a, $epresenta en un mismo diagrama cartesiano los puntos citados2

., Calcula la distancia del punto P al origen de coordenadas2

c, Calcula la distancia de los puntos P Q al punto (6 de coordenadas +363,2

, Un proectil de masa 063 Sg es lan=ado en forma o.licua con velocidad inicial 30ms6 la cual forma un/ngulo de 0K con la 4ori=ontal2

a, $epresenta en un es8uema la situación planteada2

., >Qu5 tipo de movimiento seguir/ el proectil? >Por 8u5?



51


c, $epresenta la traectoria reali=a el diagrama de cuerpo li.re para el proectil en un puntocual8uiera de la traectoria2

d, Calcula la altura m/;ima 8ue alcan=ar/ el proectil la distancia 4ori=ontal recorrida 4asta esemomento2

, !o.re un cuerpo de 3Sg de masa6 u.icado en el origen de coordenadas6 actJan tres fuer=as una4ori=ontal dirigida 4acia la derec4a de magnitud ND una segunda fuer=a vertical 4acia arri.a6 de magnitud7 ND una tercera fuer=a dirigida 4acia a.a1o a la i=8uierda6 formando un /ngulo de 70K con el semie1e4ori=ontal negativo6 de magnitud 3N2

a, $epresenta en un diagrama de cuerpo li.re la situación planteada2

., >Pueden aplicarse en este e1ercicio la primera segunda le de NeMton? #;plica cómo seaplican2

c, Calcula el tra.a1o de la resultante para mover el cuerpo en dirección 4ori=ontal6 4acia la derec4a6una distancia de 3m2

d, !uponiendo 8ue el cuerpo esta.a originalmente en reposo6 >cu/l es el cam.io de su energíacin5tica al moverse 3 m 4ori=ontalmente? >' el cam.io de la energía potencial?2 !uponga 8ue no4a fuer=as de ro=amiento2

No completar - Para uso interno de la cátedra: 0 (NC)-1(Incompleto)-2(bien) -3(reular) !(mal)-

3 7 < @

a . a . a . c d a . c d e f g a . c a . c d a . C d

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Guias de Tp Aula 09 A