Física III (222 Problemas Resueltos)

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a) 80,3 nm b) 82,3 nm c) 84,3 nm d) 86,3 nm e) 88,3 nm V + - a b k h + + + + d - - - - 0 - + V Fig.01 Fig.02 06. La diferencia de potencial entre dos conductores, largos y rectos de una línea de dos a lambres de radio R=4 mm separadas por una distancia de x=60 cm es V=100 voltios Ha llar la magnitud de la fuerza por unidad de longitud entre los alambres. (k=9 10 9 N m 2 /C 2 ) a) 1,2 nN b) 3,2 nN c) 5,2 nN d) 7,2 nN e) 9,2 nN 07. La suma de los voltaje de dos capacitores C 1 =0,4 F, C 2 =1,2 F, conectados en serie es 80 voltios. En tanto, el voltaje del capacitor equivalente de la conexión en paralelo es 20 V. Hallar los voltajes de los capacitores, cuando están conectados en serie. a) 80 V, 0 V b) 70 V, 10 V c) 30 V, 50 V d) 20 V, 60 V e) 10 V, 70V 08. Un capacitor de placas paralelas cuyas placas tienen un área de A=1,0 m 2 y la separación es de d=0,5 cm tiene una palca de vidrio de igual área y espesor situada entre las placas. El vidrio tiene una constante dieléctrica de =5. El capacitor se carga hasta una diferen cia de potencial de V=12 voltios luego se separa de su fuente de carga, ¿Cuánto trabajo se necesita hacer para retirar la placa de vidrio del interior del capacitor? ( =10 -6 ) a) 2,15 J b) 2,35 J c) 2,55 J d) 2,75 J e) 2,95 J 09. Por un cable de longitud l=10 cm circula corriente de intensidad I=4 A en la dirección del eje z positivo. La fuerza que actúa sobre este cable debido a un campo magnético B es F 0,2(- î + ĵ) N. Si este cable se gira de tal modo que la corriente fluye en la direc ción del eje x positivo, la fuerza sobre el cable es F 0,2k ˆ . Hallar el campo magnético B . a) 0,5(- î + ĵ) T b) 0,5( î + ĵ) T c) 0,5( ĵ+ ˆk ) T d) 0,5( î + ˆk ) T e) 0,5( î - ˆk )T RASA 293
Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA) Facultad de Ing. Eléctrica y Electrónica Segundo Examen de <strong>Física</strong> <strong>III</strong> Resolver cinco problemas cualesquiera de los diez propuestos. (20 ptos) 01. En la Fig.01, el sensor para medir el nivel de líquidos está formado por un capacitor ci líndrico de longitud l=50 cm. El conductor interno tiene radio a=1,0 mm, y el cascarón conductor externo tiene radio b=4,0 mm. Si se utiliza el sensor para detectar el nivel de nitrógeno líquido de constante dieléctrica =1,433. (p=10 -12 ) I) ¿Cuál es su capacitancia cuando está vació? a) 10 pF b) 15 pF c) 20 pF d) 25 pF e) 30 pF II) ¿Cuál es su capacitancia cuando está lleno de dieléctrico? a) 18,6 pF b) 23,6 pF c) 28,6 pF d) 33,6 pF e) 38,6 pF 02. En la Fig.02, la esfera metálica de radio a=20 cm está rodeada por un cascarón dieléc trico concéntrico de radio interior a=20 cm y radio exterior R=30 cm. Este conjunto está rodeado por un cascarón delgado, metálico y concéntrico, de radio b=40 cm. La constan te dieléctrica del cascarón es =5, ¿Cuál es la capacitancia de este sistema? (p=10 -12 ) a) 91,2 pF b) 93,2 pF c) 95,2 pF d) 97,2 pF e) 99,2 pF b a b R l Nivel del líquido a Fig.01 Fig.02 03. Por un cable de longitud l=10 cm circula corriente de intensidad I=4 A en la dirección del eje z positivo. La fuerza que actúa sobre este cable debido a un campo magnético B es F 0,2(- î + ĵ) N. Si este cable se gira de tal modo que la corriente fluye en la direc ción del eje x positivo, la fuerza sobre el cable es F 0,2k ˆ . Hallar el campo magnético 294
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