Física III (222 Problemas Resueltos)

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condensador, en el instante en que la distancia entre las placas es d=5 mm. Los lados de 12 las placas rectangulares son: a=1 cm, b=2 cm. ( o 8,85. 10 C 2 /Nm 2 , f=10 -15 ) fF a) A, 60,8 s fF b) D, 60,8 s fF c) A, 70,8 s fF d) D, 70,8 s fF e) A, 80,8 s 04. La bobina de un galvanómetro que tiene N= 600 espiras, se suspende de un hilo de módu lo de rigidez G=5,910 9 N/m 2 longitud l=10 cm y diámetro D=0,1 mm en un campo magné tico de excitación H=1610 4 A/m, de modo que su plano es paralelo al campo magnético. La longitud de los lados de la bobina son a=2,2 cm y b=1,9 cm. ¿Qué corriente circula por el arrollamiento de la bobina, si ésta ha girado un ángulo 0,5 0 ? (5 ptos) a) 0,1 A b) 0,2 A c) 0,3 A d) 0,4 A e) 0,5 A 05. En la Fig.02, por la bobina de N=100 vueltas en forma de tronco de cono con ángulo de abertura: =37 0 , a=10 cm y b=20 cm circula una corriente de intensidad I=4 A. Hallar la magnitud del campo magnético en el vértice del cono. (Usar la función ln(x) ) (5 ptos) a) 01, mT b) 0,2 mT c) 0,3 mT d) 0,4 mT e) 0,5 mT 06. Un imán de hierro de permeabilidad relativa k m =5000 tiene un camino de flujo de longi tud a=1,0 m en el hierro y una brecha de aire de longitud b=0,01 m, ambos con sección transversal de área S=0,02 m 2 . Hallar la intensidad de corriente que debe circular por un embobinado de N=500 vueltas en torno al hierro para que la densidad del flujo en la brecha de aire sea de 1,8 T. (5 ptos) a) 29,20 A b) 29,22 A c) 29,24 A d) 29,26 A e) 29,28 A 07. En la Fig.03, el alambre rectilíneo muy largo y la espira circular se encuentran en un mismo plano, I=2 A, d=8 cm y R=4 cm. Hallar la magnitud de la fuerza de interacción magnética entre el alambre y la espira. (5 ptos) a) 45,4 N b) 42,4 N c) 41,4 N d) 43,4 N e) 44,4 N Indicaciones RASA - La duración de la prueba es de 120 minutos. - la prueba es estrictamente personal, no esta permitido el intercambio de información. - El procedimiento más la respuesta literal vale (4) puntos, en tanto, la respuesta numéri ca vale (1) punto. 287
Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA) Facultad de Ingeniería de Ing. Eléctrica y Electrónica Sustitutorio de <strong>Física</strong> <strong>III</strong> Resolver diez problemas cualesquiera de los trece propuestos. 01. Hallar las cargas positivas iguales que deben ubicarse en el centro de la Tierra de radio R= 6,37 10 6 m y en una persona que pesa W=500 N, para que ésta parezca no tener peso en la superficie terrestre ( g=10 m/s 2 y k=9 10 9 N m 2 / C 2 ) a) 1501 C b) 1204 C c) 2500 C d) 1980 C e) 1640 C 02. Se tiene un disco muy delgado radio R=10 cm, densidad de carga superficial uniforme igual a = 3,5 10 -9 C/m 2 . Hallar la magnitud del campo eléctrico en el centro del disco. a) 5 N/C b) 6 N/C c) 7 N/C d) 8 N/C e) 9 N/C 03. ¿Qué trabajo debe hacerse para suministrarle carga eléctrica uniforme a una esfera de radio R=10 cm, adquiriendo esta una densidad de carga volumétrica uniforme de o =2 10 -8 C/m 3 . (k=9 10 9 N m 2 /C 2 y p=10 -12 ) a) 379 pJ b) 254 pJ c) 165 pJ d) 423 pJ e) 521 pJ 04. Se tiene un alambre muy delgado de longitud infinita con densidad de carga lineal uniforme =8 10 -10 C/m. Hallar la diferencia de potencial entre los puntos A y B situados a las distancia de a=20 cm y b=10 cm del alambre. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 , usar ln(x)) a) 9,98 V b) -9,98 V c) 4,99 V c) -4,99 V e) 2,49 V 05. ¿Cuántos focos de 120 voltios y 72 W de potencia cada uno, conectados en paralelo pueden conectarse a los extremos de un sistema de 100 pilas de f.e.m 3 voltios y resistencia interna r=0,3 cada una, conectados en serie? a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) 10 06. En la Fig.01, en el circuito eléctrico, hallar la resistencia equivalente entre los extremos " a " y " b ". (R 1 = 1 ; R 2 = 2 ; R 3 = 2 ; R 4 = 12 ; R 5 = 4 ; R 6 = 8 ) a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 07. El alambre de una bobina es de cobre de resistividad =1,7.10 -8 .m, densidad de masa =8,6 10 3 kg/m 3 resistencia R=10,8 y peso 34,1 N.¿Cuántos metros de alambre están arrollados en la bobina? (g=10 m/s 2 ) a) 500 m b) 502 m c) 504 m d) 506 m e) 508 m 288
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