Física III (222 Problemas Resueltos)

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Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA) Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Segunda práctica de <strong>Física</strong> <strong>III</strong> Resolver diez problemas cualesquiera de los once propuestos. 01. A un alambre de cobre de calibre 18 (de diámetro D= 0,1016 m), 30,48 m de longitud y resistividad = 1,7 10 -8 m se le aplica una diferencia de potencial de 1,0 V. Hallar la rapidez con que se genera ener gía térmica en el alambre. a) 1,50 W b) 1,52 W c) 1,54 W d) 1,56 W e) 1,58 W 02. Una unidad calefactora de potencia P=500 W, se diseña para que opere con una línea de V=115 voltios ¿Cuál es el porcentaje en que decae el calor cedido cuando el voltaje de línea disminuye a V=110 vol tios? Supóngase que no ocurren cambios en la resistencia. a) 8,1 % b) 8,3 % c) 8,5 % d) 8,7 % e) 8,9 % 03. Se tiene un alambre muy fino de longitud l=1,8 m, radio de la sección transversal r=10 mm y carga e léctrica distribuida uniformemente q=8 C. Hallar la capacidad de este alambre. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , p=10 -12 ) a) 12,02 pF b) 12,04 pF c) 12,06 pF d) 12,08 pF e) 13,02 pF 04. Un condensador de capacidad C=5 F se carga a V=300 voltios y luego se descarga a través de una re sistencia R=6 10 4 . Hallar la carga que queda en el condensador después de 3 s de descarga. (n=10 -9 ) a) 62 nC b) 64 nC c) 66 nC d) 68 nC e) 70 nC 05. En la Fig.01., en el circuito eléctrico que presenta una resistencia R=2 10 6 , un condensador de capa cidad C=4 F, una batería V 0 =10 V se cierra el interruptor en t=0. Hallar la cantidad de energía pro porcionada por la batería en el proceso de carga. a) 0,5 mJ b) 0,4 mJ c) 0,3 mJ d) 0,2 mJ e) 0,1 mJ S R R 1 3V 3V 3V + + + 1/3 V 0 + a b C R 2 R 3 R 4 R 5 c d Fig.01 Fig.02 R 6 173
06. En la Fig.02, en el circuito eléctrico, R 1 =12 , R 2 =6 , R 3 =4 , R 4 =22 , R 5 =5 , R 6 =20 , la batería está formada por tres pilas de resistencias internas r i =1/3 , cada una de ellas. Hallar la corriente eléc trica en la batería. a) 1 A b) 2 A c) 3 A d) 4 A e) 5 A 07. La densidad de corriente, viene dado por: J 100 cos 2y k , Hallar la corriente total que atraviesa el pla no x = 0 definido por : - /4 / 4 y / 4 m y 0, 01 z 0, 01 m. a) 1,0 A b) 2,0 A c) 3,0 A d) 4,0 A e) 5,0 A 08. En la Fig.03, en el circuito eléctrico mostrado, hallar la diferencia de potencial entre los puntos " a " y " b ". a) 1 V b) 2 V c) 3 V d) 4 V e) 5 V 1 6V + 3 a 2 + 3V R R R R R R + 2V b 4 a o o b Fig.01 Fig.02 09. En la Fig.04, en el circuito eléctrico R=13 , hallar la resistencia equivalente entre " a " y " b ". a) 13 b) 26/3 c) 8 d) 12 e) 16 10. La velocidad de deriva de los electrones en el aluminio es v=5,3.10 -4 m/s. Hallar la magnitud del campo eléctrico en el aluminio, cuya conductividad es, Al 3,82 10 7 S/m y movilidad 1,4 10 -3 m 2 V/s. a) 0,30 V m b) 0,32 V m c) 0,34 V m d) 0,36 V m e) 0,38 V m 11. Una pila, un amperímetro de resistencia r=0,05 y una resistencia de alambre de cobre de longitud l Cu =100 m, área de sección transversal A Cu =2 mm 2 están conectados en serie; indicando el amperímetro una intensidad de corriente de I=1,43 A. Si se utiliza una resistencia de alambre de aluminio de longitud l Al =57,3 m m, área de sección transversal A al =1 mm 2 , el amperímetro indica I=1 A. Hallar la f.e.m de la pila y su resistencia interna. a) 1 V ; 1,5 b) 2 V ; 0,5 c) 1,5 V ; 1 d) 1,5 V ; 2 e) 3 V ; 1 RASA 174
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