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 Tercera Práctica de <strong>Física</strong>-<strong>III</strong> Escoja dos, tres o cuatro problemas cualesquiera y resuélvalos. 01. Hallar el valor medio (I m ) y el valor eficaz (I ef ) para una intensidad de corriente eléctrica de tipo triangular de amplitud I o . (5 ptos) 02. Un filamento metálico de diámetro D=0,2 mm y calor especifico c=0,037 cal/g K se calienta con co rriente eléctrica hasta una temperatura T o =3000 K. ¿Qué tiempo tardará en enfriarse después de des conectarse, hasta una temperatura de T=800 K. Asumir que el filamento emite como un cuerpo ne gro. ( =5,67 10 -8 W m -2 K -4 , 1 cal=4,186 J) (5 ptos) a) 1,36 s b) 1,46 s c) 1,56 s d) 1,66 s e) 1,76 s 03. En la Fig.01, en el circuito mostrado, el valor de R es de 1 . Hallar el valor de la resistencia equiva lente entre los puntos A y B. (5 ptos) a) 12/11 b) 13/11 c) 14/11 d) 15/11 e) 16/11 2R A o R R R 2R 2R 2R 6R 2R 2R 2R 2R 2R B o C S L C Fig.01 Fig.02 04. En la Fig.02, el circuito eléctrico tiene una resistencia muy pequeña por lo que puede ser despreciada. El condensador de la izquierda fue cargado hasta la tensión de V o =10 voltios y luego, en el instante t=0, se cerró la llave S. La capacidad de los condensadores son de C=60 F, y la inductancia de la bo bina es L=0,04 H. (10 ptos) I) Hallar la tensión en el condensador izquierdo, en el instante V 1 =0,001 s. a) 8,06 V b) 8,26 V c) 8,46 V d) 8,66 V e) 8,86 V II) Hallar la tensión en el condensador derecho, en el instante t=002 s. a) 6,06 V b) 6,26 V c) 6,46 V d) 6,66 V e) 6,86 V 05. En la Fig.03, la esfera hueca de latón con carga Q=2 C flota sumergida hasta la mitad en el gran la go de aceite de constante dieléctrica =3. ¿Qué fracción de esta carga eléctrica estará en el hemisfe rio superior? (k=9 10 9 N m 2 /C 2 ) (5 ptos) a) 1/2 b) 2/3 c) 1/4 d) 3/4 e) 4/5 06. En la Fig.04, el condensador cilíndrico, conectado a una fuente de tensión constante V o = 80 V, se a 261
poya con sus bordes en la superficie del agua de densidad =1000 kg/m 3 . La distancia d=0,4 cm entre las armaduras del condensador es mucho menor que su radio medio. Hallar la altura h a la que se esta blece el nivel del agua entre las armaduras del condensador. Despreciar los fenómenos capilares. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , =81, g=9,8 m/s 2 ) (10 ptos) a) 0,18 m b) 0,38 m c) 0,58 m d) 0,78 m e) 0,98 m Q d g h Fig.03 Fig.04 07. En la Fig.05, el cilindro compacto de radio R=10 cm, altura h=20 cm, densidad de carga volumétrica uniforme =8.10 -9 C/m 3 , gira alrededor de su eje de simetría con una velocidad angular constante de =200 rad/s, y presenta en su base inferior una cavidad semiesférica de radio R=10 cm. Hallar la in tensidad del campo magnético en el punto 0. (10 ptos) a) 1,11 nA/m b) 1,31 nA/m c) 1,51 nA/m d) 1,71 nA/m e) 1,91 nA/m 08. En la Fig.06, en el campo de inducción magnético de magnitud B=6 T perpendicular al pla no XY, se encuentra un cable en forma de parábola y= x 2 , siendo =4 m -1 una constante. En el instante t=0 s desde el vértice de la parábola empieza a desplazarse progresivamente el puente MN con una acele ración de a=2 m/s 2 . Hallar en el circuito formado, el valor de la f.e.m ( ) de inducción para el instante en que y=20 cm. (5 ptos) a) 2,0 V b) 2,2 V c) 2,4 V d) 2,6 V e) 2,8 V R y h M 0 R a B RASA N 0 x Fig.05 Fig.06 Indicación - La solución de los problemas deben constar de procedimiento, respuesta literal y numérica, y deben ser presentados con letra legible. 262
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