Matemáticas Liceo Antonio de Toledo 2014: junio 2014

Liceo Antonio de Toledo Grado undécimo Taller física.

1) Dos cargas puntuales de 5 x 10^-6 C están separadas 0,01 m. ¿Qué fuerza se ejerce sobre cada una de ellas?

2) Una carga de 1 x10^-6C y otra de –2,5 x10^-6C están separadas 0,1 m. Halle el lugar en que debe colocarse una tercera carga de 5 x10^-5C para que la fuerza resultante sobre ella sea nula.

3) Tres cargas puntuales iguales de 12 x 10 - 6 C están colocadas en los vértices de un triángulo equilátero de 10 cm. De lado. Calcular la fuerza que actúa sobre cada carga.

4) En el modelo de Bohr correspondiente al átomo de hidrógeno, un electrón describe una órbita circular alrededor de un núcleo que contiene un sólo protón. Calcule la fuerza eléctrica que experimenta cada una de las partículas, que componen el átomo de hidrógeno.

5) Si el radio de la órbita en el modelo de Bohr, para el primer nivel de energía es 5,28 x 10-9 cm, calcúlese el número de revoluciones que da el electrón por segundo. Recuerde de su curso de física en décimo que cuando un cuerpo se traslada alrededor de otro, aparece una fuerza centrípeta que es igual en magnitud a mv²/r ó mω²r de donde ω = v/r. ¿Cuántas revoluciones o ciclos da el electrón por segundo? Sugerencia: Iguale la fuerza eléctrica a la fuerza centrípeta y luego utilice las ecuaciones del movimiento armónico simple que relacionan la velocidad angular con la frecuencia.

6) Determine el campo E en magnitud y dirección en el centro del cuadrado de la figura. Considere que q = 1 x 10^-2 coulomb y a = 5 x 10^-3 m.

7) ¿En qué se parecen la ley de Coulomb a la ley de gravitación de Newton? ¿En que difieren?

8) ¿En qué difiere un objeto eléctricamente polarizado, de un objeto eléctricamente cargado?

9) Grafique en un diagrama E vs. r, como se comporta el campo eléctrico a medida que la distancia aumenta.

10) En 1909 Robert Millikan, determinó por primera vez la carga de un electrón, con su famoso experimento de la gota de aceite. En el experimento se rocían gotas diminutas de aceite en un campo eléctrico uniforme entre un par de placas horizontales con carga opuesta. Las gotas so observan con un microscopio y el campo eléctrico se ajusta de tal modo que la fuerza hacia arriba, ejercida sobre algunas gotas con carga negativa, es exactamente la necesaria para contrarrestar la fuerza de la gravedad, hacia abajo. Esto es, cuando están suspendidas, la fuerza qE, hacia arriba es exactamente igual a mg. Millikan midió con precisión la carga de muchas gotas de aceite y determino que todos los valores obtenidos, eran múltiplos enteros de 1,6 x10^-19C, que es justamente la carga del electrón, posteriormente corroborada con múltiples experimentos. Cómo dato histórico, Millikan obtuvo el premio Nobel por haberlo determinado.

a. Si una gota con 1,1 x 10 ^-14 kg de masa, queda estacionaria en un campo eléctrico de 1,68 x 10 ⁵ N/C, ¿Cuál será la carga de esa gota?

b. Tomando en cuenta la carga del electrón que ya se conoce, ¿cuántos electrones se necesitan para conseguir la carga de la gota?

11. Los físicos atómicos no tienen en cuenta el efecto de la gravedad dentro del átomo. Compare la fuerza gravitacional y eléctrica entre un protón y un electrón a una distancia de 1 x 10^-10 m.

12. La diferencia de potencial entre una nube de tormenta y el suelo es de aproximadamente 1 x 10⁸ V. Si en un relámpago pasa una carga de 2 C de la nube al suelo ¿cuál será el cambio de energía eléctrica de la carga?

13. ¿Cuál es la longitud de onda de un tono de 340 Hz en el aire? ¿Cuál es la longitud de una onda ultrasónica de 3,4 x 10⁴ Hz en el aire?

14. Un barco-sonda explora el fondo del mar con ondas ultrasónicas que se propagan a 1530m/s en el agua. ¿Qué profundidad se mide justamente bajo el barco si el tiempo entre la salida de la señal y el regreso del eco es de 6s?

15. Imagina a un leñador dormilón que vive en las montañas y antes de acostarse a dormir grita “despiértate” y el eco del sonido le llega ocho horas después y lo despierta. ¿a qué distancia está la montaña?

16. Una bocina emite un sonido cuya longitud de onda es de 6m. ¿Cuál es la frecuencia del sonido? ¿es un tono grave o agudo, en relación con el rango de audición humano?

17. La luz de color verde, tiene una frecuencia de 5.62 x 10¹⁴ Hz ¿cuál es su longitud de onda?

18. En uno de los experimentos de Michelson, un haz de luz procedente de un espejo giratorio, recorrió 15 km hasta un espejo estacionario. ¿Cuánto tiempo pasó para que regresara al espejo giratorio?

19. la luz de color azul-verdosa, tiene una frecuencia de 6 x 10¹⁴ Hz ¿cuál es su longitud de onda?

20. La longitud de onda de la luz de sodio amarilla es de 589 nm ¿cuál es su frecuencia?

21. Una luz amarilla – verdosa, en el aire tiene una longitud de onda de 600 nm. Sabiendo que la longitud de onda de la luz cambia al pasar de un medio a otro, mientras que la frecuencia permanece constante. ¿Cuál es su longitud de onda en el agua, donde la luz se propaga al 75% de su rapidez en el aire?

22. Determinada instalación de radar se usa para rastrear los aviones y transmite radiación electromagnética de 3cm de longitud de onda. ¿Cuál es la frecuencia de esta onda?

23. Imagine un péndulo cuya frecuencia es de 1Hz ¿cuál es su periodo?

24. Grafique en un diagrama F vs r, como se comporta la fuerza eléctrica a medida que la distancia aumenta, manteniendo constante las cargas. Explique esta gráfica.

25. Grafique en un diagrama U vs r, como se comporta la energía potencial eléctrica a medida que la distancia aumenta, manteniendo constante las cargas. Explique esta gráfica.

Liceo Antonio de Toledo

Física 8

1) Completa la siguiente tabla según corresponda.

	Número real	Notación científica
A	0,000000000345
B	0,0006789
C	3456000000000
D	2300000000
E	0,000000842
F	0,12
G	356
H	0,000000000000000002
I	23098
J	0,0102
K	0,00100034
L	15487056
M		6,03 x 10^-7
N		8 x 10⁸
O		6,023 x 10⁵
P		5,6 x 10^-1
Q		2,45 x 10^-5
R		9,206 x 10^-3
S		8,134 x 10⁶