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CORRECCIÓN DEL SEGUNDO PARCIAL
NOMBRE: DIEGO AFANADOR SABOGAL - G10NL1
1. 1. Dos alambres paralelos son portadores de corrientes opuestas de 100 A cada uno.
Calcule su fuerza de repulsión si la longitud de los alambres es 2 m, separados una
distancia de 3 mm.
Para este caso voy a emplear la ley de ampere que me permite calcular la magnitud del
campo magnético circular cuando la corriente recorre uno de los alambres.
Ahora para calcular la fuerza magnética utilizamos la ley de Lorentz:
2. Se tiene un solenoide de un centímetro de longitud con 100 espiras de radio 1 cm al cual
se le aplica una corriente de un amperio:
a) Calcular la intensidad del campo magnético en el interior de la bobina
El campo magnético en el interior de la bobina está dado por la siguiente ecuación:
b) ¿Si la resistencia del alambre es de 10 ohmios y su sección transversal es de 0,5 cm
cuadrados entonces cuál es su resistividad?
De la siguiente ecuación despejamos la resistividad:
Pero hay que tener en cuenta que:
3. ¿Cuáles son las unidades de resistencia por capacitancia? Explique
De tal forma que sería:
En un circuito RC el valor del producto de la resistencia por la capacitancia corresponde al
tiempo característico del circuito.
4.
Calcule el potencial eléctrico en el centro de un cubo de 10 amstrongs de arista si en cada
vértice de la cara superior hay un electrón y en cada vértice de la cara inferior hay un
protón.
Si la arista del cubo es 10 amstrong, el radio estaría dado por la mitad del valor de la
diagonal, el cuál por pitagoras es:
Mediante la ley de coulomb tendríamos que:
Porque la carga de los electrones y de los protones es igual en magnitud pero de signo
contrario.
5. En el centro de un cubo de 10 cm de arista hay 10 protones. Calcule el flujo de campo
eléctrico por las caras laterales. (no la superior ni la inferior)
El flujo podría calcularse por medio de la ley de Gauss que para una sola cara sería:
Así que el flujo por las cuatro caras sería cuatro veces el flujo por una sola cara:
6. ¿Cuántos protones se necesitan para tener una corriente de un microamperio?
A mi parecer y según lo que hemos visto en clase, los que se mueven son los electrones y
no los protones, por lo cual la corriente estaría dada por el flujo de electrones, por tanto
creería que la respuesta es ninguno, sin embargo, si se calculara de la misma forma en que
se calcularía si la pregunta fuera cuántos electrones se necesitan, la respuesta sería:
7. Cuál es la energía en eV y la frecuencia de un fotón con una longitud de onda de:
a) 1 Amstrong
b) 4000 Amstrong
8. ¿Tenemos un capacitor formado por 2 placas paralelas separadas en el vacio una distancia
de 1 cm y conectadas a una pila de un voltio. Cuánto tiempo tomaría un electrón en viajar
de una placa a la otra?.
El electrón tiene una energía proporcional al producto de la diferencia de potencial por la
carga del electrón:
Para colocar el electrón en movimiento hay que aplicar un trabajo de igual magnitud a esa
energía el cuál sería:
Así despejando la fuerza tendríamos:
Según la ecuación de Newton:
Despejando la aceleración tenemos:
Según la ecuación de cinemática:
Pero como la velocidad inicial es cero, la ecuación al despejar el tiempo queda:
9. Cuando una partícula con carga q, masa m y se mueve con velocidad lineal v, es atrapada
por un campo magnético B comienza a girar. Calcule la frecuencia de giro.
La fuerza de Lorenz indica que:
Y según la ley de Newton:
Por tanto al igualar:
Pero también sabemos que la aceleración es:
Al reemplazar tenemos:
Se cancela el termino de velocidad del lado izquierdo y nos queda:
Sabemos que la velocidad es:
Reemplazando en la ecuación y despejando la frecuencia tenemos que: