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Ejercicios de Física – III Lapso
ELECTRICIDAD
Importante
Recuerde que las fuerzas se denotan con la letra FAB y se colocan en
su base dos subíndices numéricos (según la denotación de la carga
eléctrica). El primero A, indica la carga que ejerce la fuerza y el
segundo subíndice B señala sobre cuál carga se ejerció la fuerza.
Además, la fuerza siempre se representa con una flecha dibujada
desde el centro de la carga (sobre la cual se aplica) y en la dirección y
sentido en que se ejerce la fuerza.
Interacciones Eléctricas
Representar y denominar las fuerzas que actúan sobre cada carga eléctrica,
y clasificar las fuerzas según el tipo de interacción que se produce
(atracción o repulsión)
1.
2.
Q1
Q2
Q3
+
+
-
Q1 +
-
Q2 -
Q3
Q4
+
3.
Q1
+
4.
-
-
Q2
Q3
Q1
-
Q3
Q2
-
+ Q4
+
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Ley de Coulomb
1. Se tienen dos cargas eléctricas tales que una es el doble de la otra, e
intreractúan con una fuerza de 600 KNw cuando están separadas 3m.
¿Cuál es el valor de cada una de las cargas?
2. Dos cargas eléctricas iguales están separadas 0,04m y se repelen con una
fuerza de 2,7 mNw (miliNewtons=10-3Nw). ¿Cuánto vale cada carga
eléctrica?
3. Dos cargas de 2 μC y 3 μC, están colocadas distantes 30 cm.¿Con qué
fuerza se repelen? ¿A qué distancia deberían estar las cargas para que la
fuerza de repulsión sea la mitad?
μC, se lee “micro – Coulomb.
(1 μC = 1 x 10-6 C)
4. Una esfera conductora muy pequeña, situada en el aire, contiene una
carga de 4 picoCoulombs y se encuentra a 1,2 m de otra carga. Si cada
esfera experimenta una repulsión eléctrica de 2 μN (micro-Nwetons),
calcular el valor de la otra carga.
μN, se lee “micro – Newton.
(1 μN = 1 x 10-6 N)
1 Pico Coulomb = 1 x 10-12 C
5. ¿Qué separación debe existir entre un protón y un electrón en el vacío,
sabiendo que experimentan una fuerza de atracción de 1 Nw?
CIRCUITOS ELÉCTRICOS
Importante
Es necesario, antes de realizar los ejercicios, que repase los tipos de
conexión de circuitos “en serie” y “en paralelo” y sus propiedades
para que la resolución de ejercicios se haga más sencilla.
Recuerde que en un circuito mixto debe aplicarse todas las
propiedades según la parte o magnitud que se esté analizando.
Asimismo, asegúrese de estudiar las leyes de Kirchhoff prestando
atención a la norma que permite colocar los signos de las fuerzas
electromotrices “”.
Ley de Ohm
1. Cuando una lámpara está conectada a una batería que le aplica una
diferencia de potencial de 6 V, se observa que su filamento es recorrido
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por una corriente de 2A. Calcular: a. la resistencia de su filamento, b.
Potencia de la lámpara, c. si dicha lámpara es conectada a una tensión de
1,5V ¿qué intensidad de corriente circularía por su filamento?
2. Un alambre conductor se conecta a una fuente de tensión de 12V y el
amperímetro marcó 0,8 A. Calcular a) la resitencia del alambre, b) la
potencia que consume.
3. En una lámpara incandescente se lee 60W y 220V. ¿Qué intensidad de
corriente circula al conectarla y cual es su resistencia?
4. ¿Qué resistencia tendrán un conductor de cobre y otro de alumnio de
20m de longityud y 2mm2 de seccion transversal?
5. ¿Qué longitud debe tener una bobina de cobre, cuya resistencia es de 1
Ω, sabiendo que el diámetro del alambre es 0,5mm?
6. ¿Qué material se debe utilizar para obtener que un metro de conductor de
0,5 mm2 que posea una resistencia de 56.10 -3 Ω?
7. En el siguiente diagrama se tiene que: P1=100W;
R1 R2
R3
V3=2,5V; R1=4; V=22,75V. Calcular R3, R2 y R.
I
V
8. Se tiene un circuito de resistores conectados en serie
cuyos valores son: 2 Ω, 5 Ω, 7 Ω y 7 Ω. Si la tencisón aplicada es 84 V;
calcular: a) La resistencia equivalente, b) la corriente total y c) la
diferencia de potencial en cada resistencia. (Recomendación: realice el
diagrama del circuito antes de iniciar la resolución del problema)
9. Si un circuito compuesto por tres resistores de 20 Ω, 30 Ω y 40 Ω tiene
una diferencia de potencial (en su extremos) de 37V. Determinar: a)
Resistencia equivalente del circuito, b) Intensidad general de la corriente
y c) Valor de la corriente en cada resistencia.
R1
10. En el circuito que se muestra en la figura,
P=360 W, V=120 V, R1 = 60 . Calcular R2.
I
R2
V
11. Se tienen tres resistores de R1 = 30 , R2 = 30
 y R3 = 60 , conectadas de tal manera que los dos primeros están en
paralelo, y ellos (en conjunto) están en serie respecto R3. El conjunto está
conectado a una fuente de tensión de 12V. Calcular: a) la resistencia
equivalente, b) el valor de I en el sector que está en paralelo.
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V
12. En el circuito de la figura R1=6,
R2=5, R3=20, R4=8 y V=180V.
Calcular R, I, V3, I2.
R1
R2
R4
R3
Leyes de Kirchhoff
1
Aplicar la Ley de Mallas y resolver
R1
1. En la figura (de la derecha) se tiene un circuito
con los siguientes datos: 1=52V,
R1=2, R2=8. Hallar R3
2=4V, I=4A,
R2
I
R3
1
2
2
2. Si en el circuito de la figura (a la
R3
R1
4
3
R2
izquierda) 1=10V, 2=4V, 4=15V,
I=6A, R1=10, R2=8 y R3=4.
Hallar 3.
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ÓPTICA
Reflexión y Refracción de la Luz
1. ¿Cuántas imágenes se obtienen al colocar dos espejos unidos por una de
sus aristas en un ángulo de 20 º?
2. Al colocar un objeto ante dos espejos planos unidos por uno de sus
biseles, se quiere obtener 42 imágenes reflejadas. ¿Cuál debe ser la
separación de los espejos, para lograrlo?
3. Un casco de cromo (muy delgado) está pulido de tal forma que puede
reflejar imágenes por amabas caras (interna y externa). Si el casco
corresponde a la mitad de una esfera de 1436,03 cm3, determinar las
distancias focales.
4. ¿Cuál es la distancia focal en un espejo cóncavo, cuya curvatura
corresponde a un diámetro de 16 cm?
5. ¿Cuál es la velocidad de la luz en el diamante? ¿Cuál es el índice de
refracción relativo del diamante respecto al alcohol?
6. Se tiene un vaso de vidrio (crown) con aceite de oliva. ¿En cuál de las
sustancias la rapidez de la luz es menor?
7. En un recipiente acrílico se vierte cierta cantidad de agua y además se
agrega aceite de oliva. Sabiendo que estas sustancias no se mezclan, se
ha introducido un lápiz y al observarlo se nota que a través de cada
material la forma (posición) del lapiz varía. Calcular y responder: ¿En
cual de los medios el lápiz sufre mayor deformación? Explique su
respuesta