Física III (222 Problemas Resueltos)

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Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA) Facultad de Ing. Eléctrica y Electrónica Primer Examen de <strong>Física</strong> <strong>III</strong> Responda o complete las siguientes preguntas: (10 ptos) 01. Mencione tres principios fundamentales de la física--------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 02. Tres principios de la carga eléctrica son:----------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 03. Tres aplicaciones de la jaula de Faraday, son:----------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 04. La densidad de carga superficial máxima que puede tener una esfera conductora de radio R=10 cm, que esta en contacto con el aire, sin que esta se convierta en conductor es-- =---------------------(C/m 2 ) 05. Describa el mecanismo de funcionamiento de un horno de microondas--------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 06. El método de electrización por efecto piezoeléctrico consiste en----------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 07. El efecto corona consiste en--------------------------------------------------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 08. La magnitud de la fuerza eléctrica entre las cargas puntuales Q 1 =Q 2 = 2 e, separadas por una distancia de d=0,9 mm, k=9 10 9 N m 2 /C 2 , e=1,6 10 -19 C es:-----F=-------------------------------(N)--------- 09. Dos propiedades del campo eléctrico en un conductor, son:----------------------------------------------------- -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 10. Las partículas " " son---------------------------------------------de carga------------------masa------------------ 279
Escoja dos problemas cualesquiera y resuélvalos. (10 ptos) 01. ¿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 Avo gadro 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 02. En la Fig.01, en los vértices y el centro del cuadrado de lado a=0,2 mm se encuentran esferitas en equilibrio, conectadas mediante hilos no tensados. El cuadrado se encuentra en un plano horizontal. Si a cada una de las esferitas se suministra cargas de q=+4 nC. Hallar la tensión del hilo que une dos esferitas situadas en un mismo lado. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 ) a) 9,16 N b) 9,36 N c) 9,56 N d) 9,76 N e) 9,96 N 03. En la Fig.02, la bolita de carga eléctrica q o =-4 nC, que esta suspendido del hilo metálico de diámetro D=2 mm, módulo de Young E=11,9 10 10 Pa, se encuentra a una distancia de d=10 cm de la lámina conductora cuadrada de lados a=20 cm y densidad de carga u niforme =60 nC/m 2 . Hallar la deformación unitaria que experimenta la longitud del hi lo. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , n=10 -9 , p=10 -12 ) a) 12,2 pm b) 32,2 pm c) 52,2 pm d) 72,2 pm e) 92,2 pm q a q l a q a d q a q a a Fig.01 Fig.02 04. En la Fig.03, cada una de las tres cuartas partes del arco de anillo muy delgado de radio R=20 cm tienen densidades de carga lineal de = 80 pC/m. Hallar la magnitud del campo eléctrico en el centro 0 del arco de anillo. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , p=10 -12 ) a) 11,18 N/C b) 11,38 N/C c) 11,58 N/C d) 11,78 N/C e) 11,98 N/C 05.En una región R del espacio libre, existe un campo eléctrico, cuya expresión en coorde nadas rectangulares es: E =(16xy-z) î +8x2 ĵ-x ˆk (N/C) I) Indicar si el campo eléctrico E es conservativo o no. II) Hallar el flujo neto del campo E sobre el cubo definido por: 0 < x, y, z < 1 m. a) 5 N m 2 /C b) 6 N m 2 /C c) 7 N m 2 /C d) 8 N m 2 /C e) 9 N m 2 /C 280
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08 09 10 11 12 13 14 En la Fig.04,
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