Oficial 2012 varias electromagnetismo

Foro de discusion Sobre RFH

Moderador: Alberto

Vega
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Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por Vega »

Hola a todos!
Quería preguntaros si os han salido estos problemas de la parte de electromagnetismo del oficial 2012.

80. Calcule la capacidad de un condensador esférico de radio interior R1 y exterior R2 que contiene un aislante cuya constante dieléctrica varía en función del ángulo polar θ, referido al centro de las esferas, como :
k(θ)=a+bcos2θ. (ε0 permitividad dieléctrica del θ espacio libre) (a y b constantes)
sol3. \(\frac{4 \pi(3a+b)\epsilon_0R_1R_2}{3(R_2-R_1)}\)
He probado a aplicar el teorema de Gauss integrando en coordenadas esféricas y sustituyendo \(\epsilon\) por lo que nos dan en función de \(\theta\)....pero no llego a nada parecido.

81. Dos condensadores de placas paralelas cada uno con capacidad de C1=C2=2 μF están conectados en paralelo a través de una batería de 12V. A continuación, los condensadores se desconectan de la batería y entre las placas de condensador C2 se introduce un dieléctrico de constante k=2,5. Las cargas depositadas sobre los condensadores 1 y 2 son respectivamente:
1. 34.3 μC y 13.7 μC.
2. 13.7 μC y 13.7 μC.
3. 34.3 μC y 34.3 μC.
4. 13.7 μC y 34.3 μC.
5. 24 μC y 60 μC.
Al hacerlo me sale la 5.

84. La velocidad de los electrones de un haz monoenergético es v1=0.95c.¿Qué potencial acelerador habría que aplicar a los electrones para aumentar su velocidad a v1=0.98c; (c representa la velocidad de la luz):
1. 15.33x10-3MV
2. 15.3 kV
3. 5x1012V
4. 15x10-3MV
5. 0.931 MV
Aplico el potencial acelerador e igualo a la diferencia de energía cinética y me sale la 4.

90- Un condensador de 4 μF se carga hasta la tensión de 1000V. A continuación se conecta a él en paralelo otro condensador de 1 μF que está completamente descargado. Sea U1 la energía almacenada en el primer condensador antes de que sea conectado el segundo condensador, y sea U2 la energía total almacenada en los dos condensadores después de la conexión. Entonces:
1. U1=2J y U2=1.6 J.
2. U1=U2=2 J.
3. U1=U2=1.6 J.
4. U1=2 J y U2=1.4 J.
5. U1=U2=4 μ J.
Saco valor de U1 pero no se cómo sacar el de U2

105. Una espira circular de 5 centímetros de radio y 100 gramos de masa yace sobre una superficie
rugosa. Si existe un campo magnético horizontal de 3 Tesla. ¿Cuál será el valor mínimo de la corriente I que circula por la espira para que uno de sus bordes se levante de la superficie?
1. 41.6 A.
2. 2.08x10-3 A.
3. 2.08 A.
4. 0.041 A.
5. 0.208 A.
Me sale la mitad del resultado exactamente...será un factor 2 pero no veo donde está. Aplico igualdad de fuerza magnética y gravitatoria-> mg=long·I·B->I=mg/(2·pi·r·B). Alguna idea?

Muchas gracias por adelantado!! Y ánimo!! :)
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soiyo
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por soiyo »

Siento no poder ayudarte....de momento tengo prohibido mirar ese examen :mrgreen:
Vega
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por Vega »

Jaja, tranquila. Gracias de todas formas. Me parecen muy difíciles las de este examen...
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B3lc3bU
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por B3lc3bU »

Mañana te ayudo yo... en lo que pueda XDDd
Hay la menos diferencia entre un mono y un hombre, que entre un hombre que no sabe que es la teoría cuántica y otro que sí lo sabe --- XDDD
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B3lc3bU
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por B3lc3bU »

Vega escribió:Hola a todos!
Quería preguntaros si os han salido estos problemas de la parte de electromagnetismo del oficial 2012.

80. Calcule la capacidad de un condensador esférico de radio interior R1 y exterior R2 que contiene un aislante cuya constante dieléctrica varía en función del ángulo polar θ, referido al centro de las esferas, como :
k(θ)=a+bcos2θ. (ε0 permitividad dieléctrica del θ espacio libre) (a y b constantes)
sol3. \(\frac{4 \pi(3a+b)\epsilon_0R_1R_2}{3(R_2-R_1)}\)
He probado a aplicar el teorema de Gauss integrando en coordenadas esféricas y sustituyendo \(\epsilon\) por lo que nos dan en función de \(\theta\)....pero no llego a nada parecido.

Este ejercicio es muy divertido, de lo divertido que es no se como hacerlo facilmente....XDD

81. Dos condensadores de placas paralelas cada uno con capacidad de C1=C2=2 μF están conectados en paralelo a través de una batería de 12V. A continuación, los condensadores se desconectan de la batería y entre las placas de condensador C2 se introduce un dieléctrico de constante k=2,5. Las cargas depositadas sobre los condensadores 1 y 2 son respectivamente:
1. 34.3 μC y 13.7 μC.
2. 13.7 μC y 13.7 μC.
3. 34.3 μC y 34.3 μC.
4. 13.7 μC y 34.3 μC.
5. 24 μC y 60 μC.
Al hacerlo me sale la 5.

Mira aquí no hace falta ni hacer todas las cuentas, te calculas la capacidad total como \(C_t=C_1+C_2=2\mu F\) y con esto la carga total \(Q_t=C_t*\Delta V=48\mu C\), entonces al desconectar la fuente la carga se de conservar, por tanto esten como estan distribuidas las cargas deben sumar 48 micros, solo lo cumple 1 y 4 y además sabes que al introducir un dieléctrico la capacidad del condensador aumente lo que nos deja únicamente la opción 1

84. La velocidad de los electrones de un haz monoenergético es v1=0.95c.¿Qué potencial acelerador habría que aplicar a los electrones para aumentar su velocidad a v1=0.98c; (c representa la velocidad de la luz):
1. 15.33x10-3MV
2. 15.3 kV
3. 5x1012V
4. 15x10-3MV
5. 0.931 MV
Aplico el potencial acelerador e igualo a la diferencia de energía cinética y me sale la 4.

Aqui tienes que tener en cuenta que cuanto mas te acerques a la velocidad de la luz mas trabajo te costará acelerar una particula. Esto se ve reflejado en la variación de su masa relativista. Este ejercicio lo único que tienes que hacer para ver el potencial de aceleración es calcular las masas relativistas a las dos velocidades y restarlas y te sale una energia de 0.931MeV que se traduce en una diferencia de potencia de 0.931MV. Una cosa la masa relativista es \(\gamma m_0 c^2\)

90- Un condensador de 4 μF se carga hasta la tensión de 1000V. A continuación se conecta a él en paralelo otro condensador de 1 μF que está completamente descargado. Sea U1 la energía almacenada en el primer condensador antes de que sea conectado el segundo condensador, y sea U2 la energía total almacenada en los dos condensadores después de la conexión. Entonces:
1. U1=2J y U2=1.6 J.
2. U1=U2=2 J.
3. U1=U2=1.6 J.
4. U1=2 J y U2=1.4 J.
5. U1=U2=4 μ J.
Saco valor de U1 pero no se cómo sacar el de U2

La energía almacenada en un condensador es \(U=\frac{1}{2}C\Delta V^2\), entonces en el segundo caso como no conocemos la diferencia de potencial total que hay entre ambos condensadores, vamos a poner la formula de la siguiente forma usando que \(C=\frac{Q}{\Delta V}\rightarrow \Delta V=\frac{Q}{C}\) entonces \(U=\frac{1}{2}\frac{Q^2}{C}\). Por tanto lo único que tenemos que hacer es calcularnos la capacidad \(C_t=C_1+c_2=4\mu F+1\mu F=5\mu F\) y la carga total la calculamos usando la diferencia de potencial inicial y la capacidad inicial (aprovechando el hecho de que la carga se conserva) \(Q_{t1}=Q_{t2}=C_1*\Delta V=4\mu F * 1000V= 4*10^{-3} C\) lo aplicas y te sale 1.6 J

105. Una espira circular de 5 centímetros de radio y 100 gramos de masa yace sobre una superficie
rugosa. Si existe un campo magnético horizontal de 3 Tesla. ¿Cuál será el valor mínimo de la corriente I que circula por la espira para que uno de sus bordes se levante de la superficie?
1. 41.6 A.
2. 2.08x10-3 A.
3. 2.08 A.
4. 0.041 A.
5. 0.208 A.
Me sale la mitad del resultado exactamente...será un factor 2 pero no veo donde está. Aplico igualdad de fuerza magnética y gravitatoria-> mg=long·I·B->I=mg/(2·pi·r·B). Alguna idea?

El factor dos lo tienes en que el campo esta aplicado horizontalmente, asi que este ve a la espira como un conductor rectilíneo de longitud \(\pi r\)

Muchas gracias por adelantado!! Y ánimo!! :)
Hay la menos diferencia entre un mono y un hombre, que entre un hombre que no sabe que es la teoría cuántica y otro que sí lo sabe --- XDDD
Vega
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por Vega »

Qué bien! Muchas gracias!!
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Lolita
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por Lolita »

Una pregunta de este oficial:


192. Un semiconductor dopado tiene 10.000 millones
de atomos de silicio y 15 millones de atomos
pentavalentes. Si la temperatura ambiente es de
25ºC, ¿cuantos electrones libres y huecos habra
en el interior del semiconductor?:
1. 15 millones de electrones libres y casi no
habra huecos.

2. 15 millones de electrones libres y 15 millones
de huecos.
3. 9985 de electrones libres y 15 millones de
huecos.
4. 9985 de electrones libres y casi no habr. huecos.
5. 9985 electrones libres y 9985 huecos.

¿Por qué no va a haber casi huecos? No lo entiendo…
carlacc
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por carlacc »

Lolita escribió:Una pregunta de este oficial:


192. Un semiconductor dopado tiene 10.000 millones
de atomos de silicio y 15 millones de atomos
pentavalentes. Si la temperatura ambiente es de
25ºC, ¿cuantos electrones libres y huecos habra
en el interior del semiconductor?:
1. 15 millones de electrones libres y casi no
habra huecos.

2. 15 millones de electrones libres y 15 millones
de huecos.
3. 9985 de electrones libres y 15 millones de
huecos.
4. 9985 de electrones libres y casi no habr. huecos.
5. 9985 electrones libres y 9985 huecos.


¿Por qué no va a haber casi huecos? No lo entiendo…

Al añadir átomos pentavalentes (5e-) 4 se unen a los del Si para formar capas cerradas y cada átomo pentavalente nos deja un electrón libre. Por tanto nos quedaran 15 millones de electrones y como hay tanto dopaje cualquier agujero recombinaría por lo que casi no hay.

Piensa que será un Si dopado tipo N por lo que lo huecos seran minoritarios...
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Lolita
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por Lolita »

Gracias carla!
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por Lolita »

Otra duda:

169. ¿Cuál es la fracción máxima de energía perdida
por un neutrón en una única colisión elástica
con una partícula alfa?:
1. 0.250
2. 0.640
3. 0.889
4. 0.500
5. 0.320

¿Alguien sabe por qué?
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soiyo
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por soiyo »

Lolita escribió:Otra duda:

169. ¿Cuál es la fracción máxima de energía perdida
por un neutrón en una única colisión elástica
con una partícula alfa?:
1. 0.250
2. 0.640
3. 0.889
4. 0.500
5. 0.320

¿Alguien sabe por qué?

Cuando fue el examen se comento que la formula que hay que usar es: \(\frac{\Delta E}{E}=\frac{4A}{(1+A)^{2}}\), con A=4...lo que no se es donde viene esa expresion...
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por Lolita »

Gracias soiyo, indagaré un poco a ver si consigo saber de dónde viene.
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por Lolita »

Qué infierno de examen es este, no? No me sale nada!! :evil:

159. Piones y muones, cuyos momentos son de 140
MeV/c, han de atravesar un medio donde se
quiere que sólo los muones produzcan radiación
Cerenkov. Determine el rango de valores posibles
del índice de refracción del medio.
Datos: Masa del pión en reposo 140 MeV; masa
del muón en reposo 106 MeV.
1. 1.26<n<1.41
2. n<1.25
3. n>1.41
4. 1.41<n<2.36
5. 1.26<n<2.36

A lo sumo podría llegar a n>1,53, o sea que lo estoy haciendo mal... ¿Cómo se hace?

Edito: Ok, creo que ya me ha salido... Grrrr...

Gracias...
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soiyo
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por soiyo »

Lolita escribió:Qué infierno de examen es este, no? No me sale nada!! :evil:

159. Piones y muones, cuyos momentos son de 140
MeV/c, han de atravesar un medio donde se
quiere que sólo los muones produzcan radiación
Cerenkov. Determine el rango de valores posibles
del índice de refracción del medio.
Datos: Masa del pión en reposo 140 MeV; masa
del muón en reposo 106 MeV.
1. 1.26<n<1.41
2. n<1.25
3. n>1.41
4. 1.41<n<2.36
5. 1.26<n<2.36

A lo sumo podría llegar a n>1,53, o sea que lo estoy haciendo mal... ¿Cómo se hace?

Edito: Ok, creo que ya me ha salido... Grrrr...

Gracias...


Te digo lo que hice yo el dia del examen que aun no lo he vuelto a mirar...Calcule la energia tanto para el pion como el muon con \(E=\sqrt{p^{2}c^{2}+m_{0}^{2}c^{4}}\) y despues aplique en cada caso la ecuacion de la energia del cherenkov: \(E=m_{0}c^{2}(\frac{n}{\sqrt{n^{2}-1}})\)....si lo haces para el pion te da un valor de n y para el muon otro....y deberia salir la 1
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Lolita
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Re: Oficial 2012 varias electromagnetismo

Mensaje por Lolita »

Gracias Soiyo, la verdad es que no he dado ni una en este examen... :cry: :cry: :cry:
Pero ya me ha salido, gracias!
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