Download Examen - Física II para BIOlogía, BioQuímica y GEOciencias

Nombre:
C.I.:
Examen Física General II (Biociencias – Geociencias)
21/12/2009
Masa del electrón=9,11 x 10-31 kg; e=1,602x10-19 C; Resistividad del cobre=1,7 x 10-8 Ω.m; Resistividad del
hierro=8,90x10-8Ωm; h=6,626x10-34 J.s; μo=4πx10-7 T.m/A; Velocidad del sonido en el aire=343 m/s; índice de
refracción del agua=1,33; c=3x108 m/s; k=8,99x109 Nm2/C2; g=9,8 m/s2; I0=10-12 W/m2; densidad del cobre=8,92
g/cm3; masa molar del cobre=63,5 g/mol; NA=6,02.1023
1.
Imagine una esfera que originalmente tiene cierto tamaño, que se contrae hasta convertirse en un punto
(disminuyendo su radio en forma inversamente proporcional al tiempo), que inmediatamente se dilata hasta volver al
tamaño original (aumentando su radio en forma directamente proporcional al tiempo), y que repite este proceso de
contracción y dilatación en forma periódica. La esfera tiene una carga neta positiva Q que en todo instante del proceso está
distribuida uniformemente en su volumen. Si medimos la fuerza eléctrica que experimenta una carga puntual positiva q
ubicada en un punto fijo del espacio dentro de la esfera original, ¿cuál de las siguientes gráficas representa mejor el
comportamiento de dicha fuerza a lo largo del tiempo?
F
F
a)
F
c)
b)
t
t
t
F
F
e)
d)
t
2.
Por una bobina de sección circular de 1m de radio y 5000 vueltas/m circula
una corriente de 10A. ¿Cuál es la energía cinética con la que se debe hacer pasar a un
electrón entre dos espiras consecutivas, cuya velocidad es perpendicular al eje de la
bobina, para que este salga de la misma con una velocidad perpendicular a la inicial
(ver figura)?
a) 2,2 x 105 J
b) 5,6 x 10-11 J
c) No existe una velocidad inicial que haga posible que el electrón escape de la bobina
d) 9,4 x 10-8 J
e) 7,6 x 103 J
t
i
vo
vf
3.
El rango de frecuencias audibles por el ser humano va desde 16Hz hasta 20KHz. Una sirena fija emite un sonido
periódico de frecuencia 80Hz, y una persona en un automóvil parado a 1m de la sirena registra un nivel de intensidad de
70dB. Entonces el automóvil echa a andar en la dirección que lo une con la sirena, alejándose de la misma y con
aceleración constante. En algún momento del camino la persona va a dejar de oír el sonido. Para que esto suceda porque la
frecuencia percibida se sale del rango, la mínima aceleración que el automóvil debe emplear es:
a) 36, 1 m/s2
b) 21, 4 m/s2
c) 11, 9 m/s2
d) 5, 2 m/s2
e) 0, 3 m/s2
4.
La ecuación de una onda transversal que avanza por una cuerda está dada por y=60.sen[/2(8t+x)]. La masa de
2m de la cuerda es de 0,08 kg (asuma que la densidad lineal es uniforme). ¿A que tensión está sometida la cuerda?
a) 2,56 N
b) 1,60 N
c) 6,86 N
d) 5,12 N
e) 1,72 N
5.
Se tiene un capacitor de placas paralelas cuadradas de lado a=5,0 cm y
separación d= 1,0 mm. El capacitor se encuentra descargado inicialmente. Se
ilumina una de las placas con luz monocromática de color violeta (λvioleta=400
nm), generando así efecto fotoeléctrico. Después de iluminar al capacitor un
tiempo muy largo este almacena una energía U= 5.5 x 10-12 J .
a) Calcule la diferencia de potencial que existe entre las placas del capacitor al
final de ese proceso.
b) ¿Puede calcular la función de trabajo del metal que compone a las placas del
capacitor? (Considere que cualquier electrón arrancado de la placa no se escapa
del capacitor)
c) ¿Cuál es la longitud de onda umbral por encima de la cual no se producirá
efecto fotoeléctrico?
d) Se descarga el capacitor y se repite el experimento pero ahora con una luz cuya
longitud de onda es mayor que la del violeta pero menor que la longitud de onda
umbral. ¿La energía almacenada luego de iluminar a una placa del capacitor durante un tiempo muy largo será mayor,
menor o igual a la que se obtuvo con el color violeta?
Nombre:
C.I.:
6. Sean dos hilos rectilíneos verticales infinitos y paralelos situados a una distancia O1O2 = 2a.
Los hilos están recorridos por corrientes de sentido opuesto y de igual Intensidad I 0. El plano de los dos hilos está
contenido en el plano del meridiano magnético terrestre y una aguja imantada colocada cerca de los hilos se orienta como
se ve en la figura, cuando no hay corriente en los hilos.
La distancia 2a vale 20 cm y la componente horizontal del campo magnético terrestre vale Bh= 2 x 10-5 T.
a)
Calcular I0 para que un hilo infinito cree en un punto H con a= 10 cm , un campo magnético de valor igual a B h.
b) Sea un punto M del eje Ox situado a a=10 cm a la derecha de O 2. Expresar en función de Bh, los valores de B1 y
B2 de los campos creados en M por los dos hilos. Representar esos campos y el campo resultante Br en M.
Expresar el valor de Br en función de Bh, calcular el ángulo que giró la aguja del imán.
c)
Sea un punto P del eje Oy a una distancia a= 10 cm de O. Expresar las distancias O 1P y O2P en función de a.
Mostrar que el triangulo PO1O2 es0 rectángulo en P. Expresar en función de B h, los valores de B1 y B2 de los
campos creados en P por los dos hilos. Representar esos campos y el campo resultante B r en P. Expresar el valor
de Br en función de Bh , calcular el ángulo que giró la aguja del imán.