Primer parcial. En un cuadrado de 10 Å de lado se encuentran dos protones en los vértices inferiores y dos electrones en los vértices superiores. Calcule.

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1 Primer parcial

2 En un cuadrado de 10 Å de lado se encuentran dos protones en los vértices inferiores y dos electrones en los vértices superiores. Calcule el campo eléctrico en el centro del cuadrado. Q= 1.6x10 -19 c d= 10x10 -10 m E = 9x10 9 Nm 2 /C 2 (1.6x10 -19 c) / (10x10 -10 m) ^2 = 1.44x10 9 N/c 1.44x10 9 N/c cos(45º)=1.02x10 9 N/c -1.44x10 9 N/c cos(135º)= 1.02x10 9 N/c -1.44x10 9 N/c cos(225º)= 1.02x10 9 N/c 1.44x10 9 N/c cos(315º)= 1.02x10 9 N/c Rta: 4.08x10 9 N/c - + + - φEφE

3 Cuál debe ser el número de espiras de una bobina de 20 cm de largo para que una corriente de 1 A produzca un campo magnético de 1miliTesla. L= 0.2 mI= 1AB=1X10^-3 T ʯ 0 = 4Pix10^-7 Tm/A N= 1X10^-3 T*0.2m/ 1A*4Pix10^-7 Tm/A N= 159 espiras

4 Un satélite GPS transmite a dos frecuencias L1=1575.42 MHz y L2=1227.60 MHz. Cuáles son sus respectivas Longitudes de onda λ1 y λ 2 ? λ1 = 3x10 8 (m/s)/1575.42x10 6 (1/s) λ1 = 0.19 m λ2 = 3x10 8 (m/s)/1227.60x10 6 (1/s) λ2 = 0.24 m

5 Cuáles son el rango, frecuencia y longitud de onda en el espectro electromagnético de una radiación de 10 eV? 10 eV = 16x10 -19 J n(constante Planck)= 6.6x10 -34 Js f = 16x10 -19 J/ 6.6x10 -34 Js f = 2.42x10 15 Hz λ = 3x10 8 (m/s)/2.42x10 15 (1/s) λ = 1.24x10 -7 Rango: ultravioleta

6 Una ráfaga de viento solar de protones es detectada con una energía de 1 keV por el satélite ACE situado a 15 millones de km de la Tierra. Con qué velocidad llegan a la Tierra y cuánto demoran las partículas en llegar a la Tierra? E = ½ mv 2 1 eV =1.6x10 -19 J M p = 1.67x10 -27 kg d = 15x10 9 m E = 1x10 3 eVE = 1600x10 -19 J v = [2* 1600x10 -19 J/ 1.67x10 -27 kg] v = 437.7x10 3 m/s t = 15x10 9 m/ 437.7x10 3 m/s t = 1h*34.27x10 3 s/3600 s = 9.52h

7 Un detector de protones registra una corriente de 1 pico Amperio (10 -12 ). Toda esta corriente la absorbe un capacitor. Cada 10 segundos cuántos protones llegan al capacitor y cuánta carga se acumula en el mismo?. I = 1x10 12 At = 10sQ= I*t Q = 1x10 12 A*10s Q = 1x10 -11 c N p = 1x10 -11 c *1e / 1.60x10 -19 c N p = 62.5x10 6 protones

8 Cuál es el Flujo de campo eléctrico, en Vm, producido por 8,9 pico Coulombios a través de una superficie cerrada? Q = 8.9x10 12 c φ E = Q/ ε o φ E = 8.9x10 12 c / 8.85x10 -12 c^2/Nm 2 φ E = 1 Nm 2 /c N/c = V/m φ E = 1 Vm

9 A qué es igual el Flujo de campo magnético, en Tm 2, a través de una superficie cerrada? ley de Gauss para el magnetismo Las distribuciones de fuentes magnéticas son siempre neutras en el sentido de que posee un polo norte y un polo sur, por lo que su flujo a través de cualquier superficie cerrada es nulo.

10 Cuál es la velocidad tangencial y la frecuencia de giro, en cps (ciclos por segundo), de un electrón en un átomo de hidrógeno? F = k q1q2/r 2 F = m(v 2 /r) m e = 9.1x10 -31 kg F = 8.99x10 9 *[(1.6x10 -19 ) 2 /(0.5x10 -10 m) 2 ] F = 9.2x10 8 N v = [0.5x10 -10 m* 9.2x10 8 N/ 9.1x10 -31 kg] (1/2) v = 2.25x10 6 m/s t = 2Pi r/ v = 2Pi* 0.5x10 -10 m/ 2.25x10 6 m/s t = 1.4x10 -16 f = 1/tf = 7.14x10 15 cps

11 Un chorro de 10 25 electrones provenientes del Sol se dirigen hacía el Ecuador geográfico y entran demorándose 1 ms. Cuál es corriente, en A, que constituyen y qué ocurre cuando interactúan con el campo magnético terrestre? 10 25 e t= 1x10 -3 s I = Q/t Q = 10 25 *1.6x10 -19 cQ= 1.6x10 6 c I = 1.6x10 6 c/ 1x10 -3 s I = 1.6x10 9 A Ocurre la fuerza de Lorentz que es la fuerza ejercida por el campo electromagnético que recibe una partícula cargada o una corriente eléctrica.

12 Cuál es la resistividad de un alambre de 10 cm de largo y 1 mm 2 de sección transversal si por el fluye una corriente de 10 mA cuando se le aplica un voltaje de 5 Voltios. Ρ = dI/long P = 10x10 -3 A*1x10 -6 m 2 /0.1m P = 1x10 -7 Am