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1º INGENIERIA INDUSTRIAL
FUNDAMENTOS FISICOS DE LA INGENIERIA
PRIMER PARCIAL 30 DE ENERO DE 2004
PARTE TEORICA: Esta parte del examen vale cinco puntos. Los tres ejercicios
tienen el mismo valor. TIEMPO: 75 MINUTOS.
ESCRIBID LAS TRES PREGUNTAS EN HOJAS SEPARADAS.
1.-Momento lineal de un sistema de partículas: Teorema de conservación. Concepto de
centro de masas. Teorema del centro de masas.
2.-Decir si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, razonando la respuesta
de forma precisa:
a) Sea una partícula que describe un movimiento armónico simple. El desplazamiento
con respecto a la posición de equilibrio no tiene porqué ser simétrico a un lado y a otro
de dicha posición de equilibrio.
b) Si una partícula describe un movimiento armónico simple, no puede haber sobre ella
una fuerza de rozamiento que realice trabajo.
c) En un movimiento armónico simple, tanto la energía cinética como la potencial de la
partícula son constantes.
d) Se denomina de forma general “onda” al proceso mediante el cual una perturbación
de una propiedad física (escalar o vectorial) se propaga con velocidad finita de un punto
a otro del espacio con transporte neto de materia.
e) La función Φ(x,t)=Ae-γ(x-vt)
cos(x-vt) representa una onda que se propaga en el sentido
positivo del eje OX.
3.-Sea una partícula de masa m que se mueve describiendo repetidamente una
circunferencia. En el dibujo se indica el vector velocidad a medida que la partícula se
mueve, comenzando por la posición A. El ritmo al que crece el módulo de la velocidad
es constante. En las siguientes vueltas sigue incrementándose al mismo ritmo.
a) ¿Es posible este movimiento, esto es, es compatible la constancia en el radio de
curvatura con el incremento en el módulo de la velocidad? ¿Puede ser el movimiento
periódico?
b) Dibujar (y explicar brevemente) para cada una de las ocho posiciones, los vectores
aceleración normal y aceleración tangencial, indicando claramente su dirección y los
tamaños relativos de sus módulos. ¿La aceleración total tiene módulo constante?
c) ¿Hay alguna fuerza actuando sobre la partícula? Dibujar, en un segundo diagrama,
los vectores fuerza (si las hay), aceleración total, aceleración tangencial y aceleración
normal para las posiciones A, B, C y D. Explicarlo brevemente.
A
B
C
D
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FUNDAMENTOS FISICOS DE LA INGENIERIA
PRIMER PARCIAL 30 DE ENERO DE 2004
PROBLEMAS. Esta parte del examen vale cinco puntos. Los tres problemas tienen
el mismo valor. TIEMPO: 90 MINUTOS.
ESCRIBID LAS TRES PREGUNTAS EN HOJAS SEPARADAS.
1.- Desde el punto más alto de un plano inclinado sin rozamiento se deja caer una masa
puntual m. Tras recorrer una distancia x sobre un plano horizontal, también sin
rozamiento, la masa golpea el extremo de una varilla de longitud L y masa m. La varilla
está articulada en su punto central C, y puede girar en torno a un eje perpendicular que
pasa por dicho punto.
a) Calcular la velocidad de la partícula antes de chocar contra la varilla.
b) Calcular la velocidad de la partícula y la velocidad angular de la varilla después del
choque, sabiendo que la partícula sube por un segundo plano inclinado (no existe
rozamiento) hasta una altura h’= 0.25h (ver figura).
c) ¿Es un choque elástico? Razonar la respuesta.
Dato: IC=mL2/12.
2.-La fuente panorámica del parque de Doña Casilda, en Bilbao, lanza chorros de agua
en el aire a una altura de 8 metros, contados desde las boquillas de salida del agua
situadas al nivel de suelo. La bomba que impulsa el agua está situada a 1 metro por
C
x
h
h’
m
debajo del nivel de el suelo. El diámetro de las boquillas es de 15 mm. Suponiendo que
el fluido es ideal y sabiendo que el número de boquillas de la fuente es de 150, calcular:
a) Presión, en atmósferas, a la que funciona la bomba. (Considerar que el agua está
quieta en la bomba).
b) Volumen de agua manipulado por la fuente en una hora, considerando que el agua
sale de manera continua por todas las boquillas.
Datos: g= 10 m/s2; Patm=10
5 N/m
2; ρagua=10
3 kg/m
3.
3.-Dos moles de oxígeno (gas diatómico) se encuentran inicialmente a 300K y ocupan
un volumen de 20 litros. En un primer proceso, el gas se expande isobáricamente hasta
duplicar su temperatura en contacto con un foco térmico a esa temperatura, alcanzando
de nuevo el equilibrio; a continuación, en un segundo proceso, se sigue expandiendo
pero ahora adiabática y cuasiestáticamente hasta recuperar la temperatura inicial.
Calcular:
a) Incremento total de energía interna en los dos procesos.
b) El calor total intercambiado en el proceso, diciendo si es aportado al gas o cedido por
éste al ambiente.
c) Volumen final del gas.
d) Variación de la entropía del gas, del foco y del universo en el proceso completo.
Dato: R = 0.082 atm.l/Kmol = 8.31J/Kmol
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FUNDAMENTOS FISICOS DE LA INGENIERIA
SEGUNDO PARCIAL 28 DE MAYO DE 2004
PARTE TEORICA: Esta parte del examen vale cinco puntos. Los tres ejercicios
tienen el mismo valor. TIEMPO: 75 MINUTOS.
ESCRIBID LAS TRES PREGUNTAS EN HOJAS SEPARADAS.
1.-Desarrollar: Efecto Compton.
2.- Consideremos un campo eléctrico E y otro magnético B que cumplen las ecuaciones:
)T(k)t8106x2cos(0
BB)m
V(j)t8106x2cos(8103E ⋅π−π=⋅π−π⋅=
rr
Decir si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, razonando la respuesta:
a) Sea cual sea el valor que tome B0, los dos campos describen una onda
electromagnética plana y armónica.
b) Si B0=1 T, los dos campos describen una onda electromagnética plana, armónica,
linealmente polarizada.
c) Si B0=1 T, la onda se propaga en la dirección positiva del eje OY.
d) Si B0=1 T, la velocidad de propagación de la onda es ⋅6 108 ms
-1.
e) Si B0=1 T, el vector de Poynting de la onda está en la dirección positiva del eje OX.
3.- El plano XY contiene una lámina infinita de corriente, que circula en el sentido positivo
del eje OY (ver figura a). La intensidad de corriente por unidad de longitud (a lo largo del
eje OX) es λ. Notar que una lámina infinita de corriente puede considerarse como una
yuxtaposición de corrientes filamentales sobre un plano.
(a) Considerar dos corrientes de anchura infinitesimal dx (sombreados en la figura b) y
obtener la dirección del campo magnético que producen en los puntos P y P’, situados en la
perpendicular al plano por el punto medio entre los elementos de corriente.
(b) ¿Cuál es la dirección del campo magnético en P y P’, generado por todo el plano de
corriente? Razonar la respuesta.
(c) Utilizando la ley de Ampère, calcular el campo magnético en P y P’ en función de λ.
x
yz
Figura a
P
P’ x
y
z Figura b
dx
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SEGUNDO PARCIAL 28 DE MAYO DE 2004
PROBLEMAS. Esta parte del examen vale cinco puntos. Los tres problemas tienen
el mismo valor. TIEMPO: 90 MINUTOS.
ESCRIBID LAS TRES PREGUNTAS EN HOJAS SEPARADAS.
1.- La figura muestra una varilla delgada en forma de arco con densidad lineal de carga
eléctrica positiva uniforme. La carga total de la varilla es Q y su radio a. Su centro de
curvatura C se encuentra en el origen y está contenida en el plano XY. Determinar el
campo eléctrico Er y el potencial eléctrico V en el punto C.
2.-Una espira cuadrada de lado ‘a’ metros y resistencia óhmica R se deja caer en
posición vertical en un campo magnético perpendicular al plano de la espira y sentido
entrante, de módulo B=6z (Teslas si z está en metros), siendo z la distancia de una línea
de referencia z=0 a la parte superior de la espira. Durante la caída la espira se mantiene
perpendicular al campo magnético, tal y como se indica en la figura. Calcular:
a) Flujo del campo magnético a través de la espira en función de z, con expresión de su
unidad.
b) Magnitud y sentido de la fuerza electromotriz inducida en función de la velocidad de
caída v, con expresión de su unidad.
c) Fuerza magnética que actúa sobre cada lado de la espira (módulo, dirección, sentido y
unidad) y fuerza magnética neta sobre la espira (módulo, dirección, sentido y unidad).
Y
X Q
aC
450
450
3.-Sea una lente delgada plano-convexa (ver nota) en la que el radio de curvatura es de
12.5 cm. Sabiendo que cuando se sitúa un objeto a 50 cm. a la izquierda de la lente, la
imagen es real y del mismo tamaño que el objeto, calcular:
a) La potencia de la lente en dioptrías y el índice de refracción de la lente.
b) Si detrás de la lente y a 1 m de distancia se coloca un espejo cóncavo de 60 cm. de
radio, deducir la posición, aumento y naturaleza de la imagen dada por este espejo con
respecto al objeto inicial.
c) Construir gráficamente la imagen del objeto formado por el sistema centrado.
Nota: Lente plano-convexa.
z = 0
a
z
Br
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FUNDAMENTOS FISICOS DE LA INGENIERIA
PRIMER PARCIAL 22 DE JUNIO DE 2004
PARTE TEORICA: Esta parte del examen vale cinco puntos. Los tres ejercicios
tienen el mismo valor. TIEMPO: 75 MINUTOS.
ESCRIBID LAS TRES PREGUNTAS EN HOJAS SEPARADAS.
1.-Desarrollar: Ondas estacionarias.
2.-Decir si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, razonando la respuesta
de forma precisa:
a) El principio de Arquímedes dice que todo cuerpo sumergido en un fluido
experimenta un empuje vertical y hacia arriba igual al volumen del fluido que desaloja.
b) El principio de Pascal afirma que la presión es mayor a mayor profundidad dentro de
un fluido.
c) Sea un fluido ideal en movimiento en el interior de una tubería, en condiciones de
régimen estacionario. Al pasar de una región de sección menor a otra mayor, la
velocidad del fluido se reduce.
d) Sea un fluido ideal en movimiento, en régimen estacionario y con la fuerza
gravitatoria como única fuerza externa actuante. Según el teorema de Bernoulli, la
energía cinética del fluido por unidad de volumen se mantiene constante de un punto a
otro del mismo.
e) Si aplicamos el teorema de Bernoulli a un fluido contenido en un gran depósito
abierto al aire con un orificio en su pared a una profundidad h (respecto a la superficie
libre del fluido), la velocidad de salida del fluido por dicho orificio es gh2v = .
3.- Una persona de masa M, situada sobre una plataforma sin masa, desea elevar una
masa m de valor m=M/2, situada en el suelo de la plataforma. Para ello tira de una
cuerda que pasa por un sistema de poleas como se muestra en la figura a.
Si la plataforma asciende con velocidad constante, calcular la fuerza con la que la
persona tira de la cuerda.
Figura a Figura b
Repetir el ejercicio en el caso de que la persona esté situada fuera de la plataforma
(figura b).
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FUNDAMENTOS FISICOS DE LA INGENIERIA
PRIMER PARCIAL 22 DE JUNIO DE 2004
PROBLEMAS. Esta parte del examen vale cinco puntos. Los tres problemas tienen
el mismo valor. TIEMPO: 90 MINUTOS.
ESCRIBID LAS TRES PREGUNTAS EN HOJAS SEPARADAS.
1.- Tenemos un disco de radio R=20 cm y masa M=1 Kg suspendido de un punto O de
su borde como indica la figura. El disco puede girar libremente alrededor de un eje
perpendicular al disco por el punto de suspensión. Un proyectil pequeño de masa
m=100 gr. que es lanzado contra el borde del disco, a la altura de su centro de masas,
queda alojado en la periferia del disco, tal y como se indica en la figura.
(a) En el choque del proyectil con el disco, ¿se conserva el momento lineal del
conjunto?, ¿se conserva el momento angular del conjunto respecto al punto de
suspensión?, ¿se conserva la energía cinética del sistema? Justificar las respuestas
razonadamente.
(b) Calcular la distancia del punto de suspensión al proyectil cuando éste queda alojado
en el borde del disco.
(c) Calcular la velocidad angular con la que se mueven el disco y el proyectil después
del choque, en función de la velocidad inicial del proyectil.
(d) Calcular la velocidad que ha de tener el proyectil para que el disco justo alcance la
vertical por encima del punto de suspensión.
Dato: Momento de inercia de un disco según un eje perpendicular que pasa por su
centro de masa IC=2
1MR
2
O
2.-Un bloque de masa m cuelga unido a otro, también de masa m (que reposa en una
superficie horizontal) mediante una cuerda sin masa e inextensible. Este segundo bloque
está conectado a un resorte, de constante K, que se sujeta a la pared, tal y como se
indica en la figura. No existen rozamientos y la polea no tiene masa. Inicialmente, el
sistema se halla en reposo y el muelle sin deformación. En un instante dado, se libera el
bloque que cuelga, con lo que el sistema realiza un movimiento oscilatorio, debido a la
acción recuperadora del resorte. Averiguar:
a) El recorrido máximo del bloque que cuelga.
b) La posición de equilibrio de dicho bloque, con respecto a la posición inicial.
c) El movimiento oscilatorio, ¿es armónico simple? Razonar la respuesta y, en su caso,
determinar el período.
d) La velocidad máxima de los bloques.
e) La aceleración máxima de los bloques.
3.- Sea un mol de un gas ideal monoatómico que recorre el ciclo reversible de la figura,
partiendo del estado A, con una presión P1 y una temperatura T1. El proceso AB es
isotermo, mientras que los procesos BC y DA son adiabáticos. Calcular (escribiéndolo
todo en función de P1, T1 y la constante R de los gases perfectos):
a) Volumen y temperatura de los estados B, C y D.
b) Variación de energía interna, trabajo realizado y calor transferido en cada uno de los
cuatro procesos.
c) Para el ciclo completo: Trabajo total, calor absorbido y variación de energía interna.
P
V
P1
(¾)P1
P1/2
A
B
C D
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SEGUNDO PARCIAL 22 DE JUNIO DE 2004
PARTE TEORICA: Esta parte del examen vale cinco puntos. Los tres ejercicios
tienen el mismo valor. TIEMPO: 75 MINUTOS.
ESCRIBID LAS TRES PREGUNTAS EN HOJAS SEPARADAS.
1.-Desarrollar: Coeficientes de inducción.
2.- Decir si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, razonando la respuesta
de forma precisa:
a) La ley de Ohm generalizada dice que la diferencia de potencial entre dos puntos de
un circuito es igual a la suma de las fuerzas electromotrices que hay entre esos dos
puntos.
b) El origen microscópico de la disipación de energía por efecto Joule en un conductor
está en las fuerzas de presión que se ejercen entre sí los electrones.
c) Según la ley de Kirchhoff de los nudos, en un nudo en el que confluyen tres ramas, la
corriente en todas ellas está dirigida hacia el nudo.
d) Un campo magnético aplicado sobre una carga en movimiento jamás puede realizar
trabajo.
e) El campo magnético generado por una carga en movimiento en un punto dado nunca
puede tener la dirección de la recta que une la carga con el punto en cuestión.
3.- Utilizando el invariante de Abbe, calcular la ecuación de las lentes y el aumento
lateral para una lente delgada de índice n, sumergida en agua (índice de refracción del
agua 1.33).
Comparar los resultados obtenidos con la misma lente sumergida en aire.
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SEGUNDO PARCIAL 22 DE JUNIO DE 2004
PROBLEMAS. Esta parte del examen vale cinco puntos. Los tres problemas tienen
el mismo valor. TIEMPO: 90 MINUTOS.
ESCRIBID LAS TRES PREGUNTAS EN HOJAS SEPARADAS.
1.- Una línea infinita de carga de densidad lineal λ, se rodea de una superficie cilíndrica
coaxial, infinitamente larga, de radio a y con densidad superficial de carga σ constante.
a) Determinar el campo eléctrico Er
en cualquier punto del espacio.
b) ¿Qué valor de σ hace que Er
sea nulo para todos los puntos fuera de la superficie
cilíndrica cargada? Justifique que el resultado es razonable, considerando cuánto vale la
carga por unidad de longitud del cilindro.
2.- Sean dos OEM armónicas, planas, no polarizadas propagándose en el vacío en la
dirección del eje OX, una con λ1 y otra con λ2. Ambas tienen la misma irradiancia I0.
a) ¿Cómo debemos disponer un polarizador lineal para que, tras pasarlo, los campo
magnéticos de ambas ondas oscilen en la dirección del eje OZ?
b) Escribir los vectores campo eléctrico para las dos ondas después del polarizador en
función de I0, λ1, λ2, c, µ0.
A continuación hacemos pasar la primera onda por una rendija larga y estrecha de
anchura a=0.003mm. Sobre una pantalla colocada más lejos, la posición del segundo
nulo de irradiancia se observa a 19.47º con respecto al centro de la rendija.
c) ¿Cuál es el valor de la longitud de onda?
Por último, hacemos pasar ambas ondas a la vez por una red de difracción con 600
líneas por mm. Si observamos el espectro de segundo orden, la diferencia en el valor de
los senos de los ángulos para los cuales tenemos luz de cada longitud de onda es de
0.012.
d) ¿Cuánto vale la otra longitud de onda?
e) ¿Cuál es la extensión angular de los espectros de tercer y cuarto orden?
3.- Un haz de luz de longitud de onda 400 nm tiene una irradiancia de 100W/m2. Incide
sobre una fotocélula que tiene una longitud de onda umbral de 500 nm. Determinar:
a) Cuántos fotones inciden sobre la fotocélula por cm2 en un segundo.
b) El potencial de frenado de la fotocélula para la radiación incidente.
c) La velocidad máxima de los electrones al abandonar el cátodo.
d) Si la intensidad de la luz se duplica, manteniendo invariante la longitud de onda,
explicar cómo variarán la intensidad de la corriente eléctrica que desarrolla la
fotocélula, el potencial de frenado, la función trabajo y la velocidad máxima de los
electrones, razonando las respuestas.
Datos: h= 6.63 10-34 J.s e= 1.6 10
-19 C me=9.1 10
-31 kg.
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PRIMER PARCIAL 17 DE SEPTIEMBRE DE 2004
PARTE TEORICA: Esta parte del examen vale cinco puntos. Los tres ejercicios
tienen el mismo valor. TIEMPO: 75 MINUTOS.
ESCRIBID LAS TRES PREGUNTAS EN HOJAS SEPARADAS.
1.-Desarrollar: Consideraciones energéticas en el Oscilador Armónico Simple.
2.-Decir si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, razonando la respuesta
de forma precisa:
a) El momento lineal de una partícula se conserva sólo cuando se mueve bajo la acción
de fuerzas conservativas.
b) El momento angular de una partícula no se conserva cuando una fuerza conservativa
actúa sobre ella.
c) Las fuerzas conservativas no realizan trabajo.
d) Las fuerzas de rozamiento por fricción (que disipan energía) no pueden ser
conservativas.
e) La fuerza elástica que ejerce un muelle sobre una partícula es conservativa.
3.- Una cápsula de amerizaje regresa a la Tierra tras realizar una misión en la Estación
Espacial Internacional. Debido a la fricción con la atmósfera, el casco exterior de la
cápsula adquiere una temperatura muy elevada T, antes de amerizar en el mar, que se
encuentra a una temperatura T0 tal que 05TT = en grados Kelvin. Sabiendo que la
cápsula tiene un calor específico por unidad de masa 0c (c0 es una constante positiva) y
que su masa es M, calculad el cambio de entropía de la cápsula, el mar y el universo en
el proceso de amerizaje. Justificad si este cambio de entropía es mayor, menor o igual a
cero.
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FUNDAMENTOS FISICOS DE LA INGENIERIA
PRIMER PARCIAL 17 DE SEPTIEMBRE DE 2004
PROBLEMAS. Esta parte del examen vale cinco puntos. Los tres problemas tienen
el mismo valor. TIEMPO: 90 MINUTOS.
ESCRIBID LAS TRES PREGUNTAS EN HOJAS SEPARADAS.
1.- Un barco se mueve con una velocidad de 5m/s en agua en calma. Situado ahora en
un canal de 200 m de anchura, por el que circula agua a una velocidad de 2m/s, realiza
tres recorridos diferentes:
i) Desciende a favor de la corriente, por el medio del canal, una distancia de 50 m,
ii) remonta en contra de la corriente, por el medio del canal, una distancia de 50 m,
iii) recorre una distancia de 50 m en dirección perpendicular a la corriente.
En cada uno de los tres casos anteriores:
a) calcular el tiempo que emplea el barco en recorrer la distancia de 50 m,
b) Si el barco hace sonar su sirena de frecuencia 500 Hz, calcular la frecuencia percibida
por un oyente situado (en reposo) en la orilla del canal, cuando el barco se acerca al
oyente y la distancia entre ellos es de 120m.
2.- Sea una varilla delgada que se encuentra dispuesta en posición horizontal, en
equilibrio y que puede girar en el plano vertical en torno a un eje perpendicular que pasa
por su centro O. Un estudiante lanza una bola (considerarla partícula puntual)
verticalmente y hacia abajo con una velocidad de 2 m/s desde un punto a una altura de
1.05 m por encima del extremo izquierdo de la varilla, quedando adherida a la misma en
ese punto. Calcular:
a) Vector velocidad de la bola cuando impacta con la varilla.
b) Velocidad angular con la que empieza a girar el conjunto bola-varilla.
c) Velocidad angular del conjunto cuando ha recorrido 90º (vertical), 180º
(horizontal).
d) ¿Llega a colocarse en la posición vertical, a 270º con respecto a la posición
inicial?
Datos: masa de la bola 1 kg, masa de la varilla 3 kg, longitud de la varilla 2m.,
momento de inercia de una varilla delgada con respecto a un eje que pasa por su centro
I0=ML2/12, aceleración de la gravedad g=10m/s.
3.- Una masa m1 de 1 kg se encuentra suspendida de una polea a través de una cuerda
ideal y está completamente sumergida en agua. El otro extremo de la cuerda se
encuentra unido a otra la masa m2 de 2 kg. La polea es un disco uniforme de masa
M=100 g y radio R=10 cm. La cuerda no desliza sobre la polea. Suponiendo que la
masa m1 no sale del agua y que se puede despreciar la fricción del agua, calcular:
a) la aceleración de las dos masas
b) la tensión de la cuerda sobra cada una de las masas
c) Repetir el ejercicio si la masa m1 no está sumergida
en agua.
DATOS: densidad del agua: 1000 kg/m3
densidad de la masa m1: 5000 kg/m3
momento de inercia del disco I=MR2/2
O
m1
m2
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FUNDAMENTOS FISICOS DE LA INGENIERIA
SEGUNDO PARCIAL 17 DE SEPTIEMBRE DE 2004
PARTE TEORICA: Esta parte del examen vale cinco puntos. Los tres ejercicios
tienen el mismo valor. TIEMPO: 75 MINUTOS.
ESCRIBID LAS TRES PREGUNTAS EN HOJAS SEPARADAS.
1.-Desarrollar: Conductores en electrostática.
2.- Decir si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas, razonando la respuesta
de forma precisa:
a) Las ondas electromagnéticas verifican siempre que los vectores campo magnético Br
,
campo eléctrico Er
y dirección de propagación kr
forman un triedro directo, en ese
orden.
b) Una onda electromagnética plana y armónica es linealmente polarizada si los
vectores campo eléctrico y campo magnético cambian aleatoriamente de dirección a
medida que la onda avanza.
c) Sea una onda electromagnética que pasa de un medio dieléctrico al vacío. Su longitud
de onda se incrementará.
d) Sea una onda electromagnética policromática que es difractada por una rendija larga
y estrecha, de anchura ‘a’. La posición de los mínimos de difracción (irradiancia nula)
es la misma para todas las longitudes de onda.
e) Sea una onda electromagnética monocromática que es difractada por una rendija
larga y estrecha, de anchura ‘a’. Cuanto menor sea esta anchura, más ancho es el
máximo central de difracción.
3.- Se realizan varios experimentos en el laboratorio, utilizando una célula fotoeléctrica.
Los resultados obtenidos pueden resumirse en la siguiente tabla:
Longitud de
onda incidente
Intensidad de la luz
incidente
Diferencia de potencial entre
las placas
Observación
experimental
2λ0 I0 Cualquier valor No hay efecto
λ0 I0 Mayor que V0
Menor o igual que V0
No hay efecto
Hay efecto
Completar la última columna de la siguiente tabla, indicando si hay o no efecto
fotoelétrico y explicando en cada caso la razón:
Longitud de
onda incidente
Intensidad de la luz
incidente
Diferencia de potencial entre
las placas
Observación
experimental
4λ0 2I0 V0
2λ0 10I0 5 V0
λ0 I0/2 V0/2
λ0/10 10I0 10V0
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FUNDAMENTOS FISICOS DE LA INGENIERIA
SEGUNDO PARCIAL 17 DE SEPTIEMBRE DE 2004
PROBLEMAS. Esta parte del examen vale cinco puntos. Los tres problemas tienen
el mismo valor. TIEMPO: 90 MINUTOS.
ESCRIBID LAS TRES PREGUNTAS EN HOJAS SEPARADAS.
1.- Tenemos un solenoide muy largo en posición horizontal, de 200 espiras por metro y
por el que circula una corriente de 50A. Se coloca en su interior una espira rectangular
de dimensiones a=50 cm, b=20cm, de modo que quede paralela al eje del solenoide en
posición horizontal, tal y como se representa en la figura (consideramos la masa de la
espira despreciable). La espira está sujeta a un armazón tipo balanza de un solo plato,
pudiendo pivotar el conjunto sobre el punto de apoyo A. En el plato de la balanza se
coloca una masa m de 10 gramos, siendo la distancia al punto de apoyo de 50 cm.
Calcular:
a) Aplicando la ley de Ampère, el campo magnético en el interior de un solenoide largo.
b) La corriente eléctrica que hay que hacer pasar por la espira para equilibrar la balanza.
Indicar gráficamente en la espira el sentido de dicha corriente, razonándolo.
Dato: µ0= 4π 10 -7 N/A
2
A
m
50 cm b
a
l
2.- Un calentador eléctrico de 1500 W se conecta en paralelo a un sistema de alumbrado
eléctrico de 500 W y el conjunto se alimenta con un generador de corriente continua
cuya resistencia interna es de 1 Ω. La diferencia de potencial entre las bornas del
generador, en estas condiciones, es de 100 voltios. Dibujar el circuito y determinar:
a) La intensidad de corriente que circula por el generador.
b) La fuerza electromotriz del generador.
c) La resistencia equivalente del circuito completo.
NOTA: Los hilos de las conexiones entre el generador y los aparatos carecen de
resistencia eléctrica.
3.- Un cierto microscopio está provisto de tres objetivos intercambiables de potencias
500, 250 y 62.5 dioptrías, así como de dos oculares intercambiables de potencias de
aumento 5 y 10. En todos los casos, cada objetivo forma una imagen situada 160 mm
más allá de su punto focal imagen, de modo que la imagen final dada por el ocular se
encuentra en el infinito.
a) Realizar un dibujo con la situación de las lentes de acuerdo con las condiciones
expuestas (para un objetivo y un ocular genéricos de ditancias focales f’obj y f’oc) y
trazar la marcha de los rayos a partir de un supuesto objeto hasta la imagen final dada
por el microscopio.
b) Calcular el aumento total máximo y el aumento total mínimo obtenibles combinando
los diferentes objetivos y oculares.
c) Cuando se utiliza el objetivo de 500 dioptrías, ¿cúal debe ser la distancia del objeto
examinado al objetivo?
d) Calcular el aumento lateral dado por el objetivo en las condiciones del apartado c).