Física III (222 Problemas Resueltos)

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Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA) Facultad de Química e Ingeniería Química Primer Examen Parcial Escoja cuatro problemas cualesquiera y resuélvalos. Química 01. I) ¿Cuántos electrones y protones existen en un organismo humano de masa m=73 kg. La composición aproximada del cuerpo humano es 70 % de oxigeno, 20 % de carbono y 10 % de hidrógeno, masas moleculares 16 g/mol, 12 g/mol, 1,01 g/mol, número de Avogadro N A =6,022 10 23 átomos/mol, carga electrón e=-1,6 10 -19 C. a) 1,41 10 28 b) 2,41 10 28 c) 3,41 10 28 d) 4,41 10 28 e) 5,41 10 28 II) Hallar el valor de la carga negativa y positiva que existe en un organismo humano de masa m=73 kg. (G=10 9 ) a) 1,86 GC b) 2,86 GC c) 3,86 GC d) 4,86 GC e) 5,86 GC 02. En la Fig.01, las bolas pequeñas con cargas iguales y masas m=400 g se cuelgan de hilos de seda de longitud l=20 cm a un mismo punto. La distancia entre ellas es x
a 10 r 20 cm. Hallar la magnitud del campo eléctrico en el centro del disco. a) 12 N/C b) 24 N/C c) 36 N/C d) 48 N/C e) 72 N/C 07. En la Fig.02, la bolita de masa m=200 g y carga eléctrica q=20 nC soltándose de una al tura de H=20 cm oscila entre los planos dieléctricos lisos inclinados =37 0 , respecto de la horizontal. La magnitud del campo eléctrico es E=10 6 N/C, no hay gravedad. Hallar el período de las oscilaciones que realiza la bolita. a) 2/3 s b) 1/2 s c) 3/4 s d) 3/2 s e) 4/3 s 08. En el espacio existe una distribución de carga volumétrica, cuya expresión en coorde nadas esféricas es: (r)= o (1-r/R) para rR, siendo o=8 10 -10 C/m 3 y R=1 m constantes. Hallar la energía del campo eléctrico. (n=10 -9 ) a) 4,09 nJ b) 4,39 nJ c) 4,69 nJ d) 4,99 nJ e) 5,29 nJ m l l H E q x q Fig.01 Fig.02 09. ¿Qué trabajo se debe hacer para colocar ocho cargas puntuales idénticas de q=5 nC en los vértices de un cubo de lados a=20 cm? (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , n=10 -9 , =10 -6 ) a) 25,05 J b) 25,25 J c) 25,45 J d) 25,65 J e) 25,85 J 10. Se tiene un generador de Van de Graaff con un domo de diámetro D=30 cm que opera en aire seco. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , k=10 3 , =10 -6 ) I) Hallar el potencial máximo del domo. a) 410 kV b) 420 kV c) 430 kV d) 440 kV e) 450 kV II) Hallar la carga máxima del domo. a) 7,1 C b) 7,3 C c) 7,5 C d) 7,7 C e) 7,9 C Indicaciones La solución de los problemas deben constar de procedimiento, respuesta literal y nume rica, y deben ser presentados con letra legible. La duración de la prueba es de 120 minutos, se inicia a las 2 p.m y termina a las 4 p.m. A la primera parte le corresponde 15 minutos y a la segunda parte 105 minutos. La prueba es estrictamente personal, no se puede transferir información, y conversar durante la realización de la misma. RASA 236
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