Solución del 2º PARCIAL ELETRICIDAD Y MAGNETISMO (Magistral) Cristian Martínez Oscar Fernando Jipiz Luisa Fernanda Suárez.

Presentación del tema: "Solución del 2º PARCIAL ELETRICIDAD Y MAGNETISMO (Magistral) Cristian Martínez Oscar Fernando Jipiz Luisa Fernanda Suárez."— Transcripción de la presentación:

1 Solución del 2º PARCIAL ELETRICIDAD Y MAGNETISMO (Magistral) Cristian Martínez Oscar Fernando Jipiz Luisa Fernanda Suárez

2 1). 1). Dos alambres corrientes opuestos de 100A c/u. Calcule su fuerza de repulsión si la longitud de los dos alambres es de 2m, separados una distancia de 3mm. Fig 1. Las F1 y F2 tienen la misma magnitud pero dirección opuesta, por eso se repelen. Para cada alambre el campo magnético atraviesa la pantalla, dad o a que la corriente es opuesta.

3 2). 2). Se tiene un solenoide con 1cm de longitud con 100 espiras, de radio 1cm al cual se le aplica una corriente de 1 A. a). Calcular la intensidad B en el interior de la bobina. Teniendo en cuenta la ecuación dentro del solenoide

4 b) Si la resistencia del alambre es de 10Ω y su sección transversal 0.5,cual resistividad? Para conocer la longitud del alambre que rodea el solenoide, aplicamos: Que es la longitud de una circunferencia… Como el solenoide posee 100 espiras…

5 3). 3). Cuales son las unidades de resistencia por capacitancia? Explique. En los circuitos RC la carga y la corriente varia en el tiempo de forma exponencial, así: En ambas ecuaciones se observa una misma cantidad RC denominada constante de tiempo τ, y sus unidades son: La cte. τ tiene la unidad del tiempo y representa el tiempo que tarda en disminuir la corriente hasta 1/e del valor inicial.

6 4). 4). Calcule el potencial eléctrico en el centro de un cubo de 10 Ǻ de arista, si cada vértice de la cara superior hay un electrón y cada vértice de la cara inferior hay un protón. Esto se da por el 1° de superposición, donde se calcula el aporte de potencial de cada carga, y debido a la distribución de estas en el cubo, se neutralizan unas cargas con otras. r arista protones electrones

7 5). 5). En el centro de un cubo de 10 cm de arista hay 10 protones. Calcule el flujo eléctrico por las caras laterales. (No la superior ni la inferior) Suponiendo que el flujo de electrones esta en el eje x… En las caras 1 y 4 no hay ф E dado a que dA es perpendicular a E ent.: Por otro lado las caras 2 y 3 son paralelas a E para 2 θ=0 y para θ=180º luego ф E es: ; Para la cara 1 ; Para la cara 2 En conclusión el flujo total es 0 dA 2 dA 1 dA 3 E dA 1

8 6). 6). Cuantos protones se necesitan para tener una corriente de 1 microamperio. Tenemos como datos iníciales: Para saber cuanto protones se requieren para una corriente de un microamperio, se hace un análisis dimensional:

9 7). 7). Cual seria la energía en eV y la frecuencia de un fotón con una longitud de onda de: a). 1 Armstrong Según la teoría de Planck, la energía de un fotón es ∞ a la frecuencia de la onda electromagnética:

10 b). 4000 Amstrong Teniendo en cuenta, lo dicho en el numeral anterior, tenemos:

11 8). 8). Tenemos un capacitor formado por dos placas paralelas separadas en el vacio una distancia de 1 cm y conectadas a una pila de 1 voltio. Cuanto tiempo le tomaría a un electrón viajar de una placa a otra? Teniendo en cuenta que la velocidad con la que viaja un electrón en un condensador de placas y la masa del electrón, se despeja tiempo al derivar la expresión de velocidad Haciendo un análisis dimensional:

12 9). 9). Cuando una partícula con carga q, masa m, se mueve con una velocidad lineal es atrapado por un campo mang. B comienza a girar. Calcule la frecuencia de giro. Tomando que v y B sean paralelas entre si tal que θ=90º Considerando que ω =v/r, y reemplazando: El movimiento de partículas cargadas, que llevan una velocidad v, en un campo magnético, siente un fuerza:

13 PLOBLEMA ADICIONAL. PLOBLEMA ADICIONAL. “ Todos ya deben haber observado que la energía de los rayos x, cuya longitud de onda esta alrededor de 1 Ǻ, es de mas de 12.000 eV. La próxima voltaje de la fuente de rayos x que usan en el laboratorio clínico y les dirán que es de 15.000 voltios. A partir de este dato ustedes pueden calcular cual es la longitud de onda de radiación que se usa para tomarse una radiografía? ” Teniendo en cuenta las ecuaciones mencionadas en el problema 7, podemos comprobar si la longitud de onda de los rayos x es de 1Ǻ o de un valor similar: Los valores iníciales son: Considerando el valor de la energía potencial desde el punto eléctrico Reemplazando,

14 Muchas gracias…