Re: Varias dudas examenes electromagnetismo
Publicado: 13 Nov 2018, 15:33
De nadapatricia_smeets escribió: ↑13 Nov 2018, 10:19 Muchas gracias Alba, me ha encantado lo de hacerle travesuras, ya no se me va a olvidar nunca
Muchísimas gracias Laura por tus explicaciones Y disculpa que te vuelva a pedir más aclaraciones, es para tenerlo todo lo más claro posible!Laura Granado escribió: ↑12 Nov 2018, 21:31 Hola Patricia,
Te respondo a algunas de las preguntas, espero que estén claras las explicaciones
Laurapatricia_smeets escribió: ↑12 Nov 2018, 13:08 Hola a todos,
Por lo que parece (según el foro: http://www.acalon.es/foro/viewtopic.php?t=5890) la pregunta del examen de 2014 se impugnó por lo del olvido del 2pi. No sé si se aceptó y se terminó anulando pero parece que la tenéis bien (yo no lo he intentado aún...).
Dejo más dudas que tengo sobre electromagnetismo en este post y si podéis ayudarme os lo agradeceré mucho:
Examen temático 6
9. Si dos bobinas están conectadas en serie o en paralelo, las inductancias se combinan como si fueran resistencias: se suman si están en serie, y sus inversos se suman si están en paralelo.
1. Esta afirmación es cierta siempre.
2. Esta afirmación es cierta para bobinas toroidales que estén muy próximas en un circuito eléctrico..
3. Esta afirmación es cierta para bobinas toroidales.
4. Esta afirmación es cierta para bobinas solenoidales.
Yo he pensado que será cierto cuando no exista acoplamiento magnético y esto se da en bobinas toroidales porque el campo magnético está confinado dentro del toroide. Pero ¿por qué han de estar próximas y no se cumple para la 3?
14. Colocamos dos esferas metálicas descargadas exactamente iguales, a las cuales denominaremos A y B, sobre unos soportes aislantes. Una tercera esfera, C, metálica y cargada positivamente se coloca cerca de la esfera B y lejos de la esfera A. Unimos A y B mediante un hilo de cobre que retiramos posteriormente y también retiramos la esfera C. Cuando hemos hecho todo esto...
1. La esfera A tiene una carga positiva y la esfera B tiene una carga negativa
2. Ambas esferas A y B tienen carga negativa
3. La esfera A tiene una carga negativa y la esfera B tiene una carga positiva
4. Las esferas A y B permanecen descargadas
Mi razonamiento es el que veis en la foto: respuesta 1 que NO es la correcta.
También la había pensado así
41. Supongamos una distribución arbitraria de cargas puntuales, y dos orígenes de coordenadas, S y S', relacionados mediante una traslación fija (sin rotación). En estas circunstancias es cierto que:
1. Todos los momentos multipolares eléctricos depen- den de la elección del origen.
2. Las componentes del tensor cuadrupolar eléctrico en S y S' coinciden si los momentos de orden inferior se anulan.
3. Los momentos dipolares eléctricos son iguales en S y S', siempre que el momento monopolar eléctrico en S sea 0.
4. Todos los momentos multipolares son propiedades exclusivas de la distribución de cargas, sin importar la elección de origen.
Ni idea...
Ahora mismo no encuentro la fórmula de la dependencia del momento cuadripolar con el origen. La del momento dipolar es p’=p-Qr, siendo r el vector desplazamiento (del origen de S a S’). La del momento cuadripolar es algo como Q’ = Q + (término 1)Q + (término 2)p, por tanto si se anula el momento monopolar Q y el dipolar p Q=Q’.
Me queda claro
50. Un electrón entra con rapidez 5,0·106m/s, paralelamente a una región donde existe un campo eléctrico uniforme de magnitud 1,0·103 N/C, dirigido de modo que retarda su movimiento. ¿Qué distancia recorre antes de detenerse instantáneamente?
1. 2,8·10-2 [m].
2. 1,4·10-2 [m].
3. 7,1·10-2 [m].
4. 0,7·10-2 [m].
Me da 0.2132 m... ¿Cómo la hacéis? Yo he sacado la aceleración del electrón sometido al campo eléctrico: q · E = m · a y me da a = 1.76 · 1014 m/s2
Luego el tiempo que tarda en detenerse a partir de las ecuaciones del MRUA: vfinal = v0 + a·t
t me da: 2.84 · 10-8 s
La distancia recorrida: d = v0·t + (1/2) · a · t2 = 0.2132 m
Yo lo he hecho con las mismas fórmulas y sí que me sale:
a=qE/m
v=v0-at => t=v0/a
d=v0t + 1/2 at^2 sustituyendo t=v0/a tenemos d= v0^2 m / (2qE) = 0,071m
Vale, ya me da... estaba cogiendo la aceleración positiva en las fórmulas y por eso me daba que recorría mucho más
62. Sobre una barra de madera de 100 cm de longitud y 1 cm2 de sección transversal se enrollan 10000 vueltas de alambre. La corriente es de 2 A. ¿Qué flujo total produce la corriente en la bobina?.
1. 1,221.10-5 Wb
2. 4,543.10-2 Wb
3. 2,227.10-5 Wb
4. 6,334.10-3 Wb
Aquí he aplicado la fórmula: flujo = B · Área = μ0·N·I·A = 0.2513 · 10-5 Wb.
¿Qué es lo que hago mal?
Te falta dividir por la longitud del cilindro, te quedaría 2.513 · 10-5 Wb que se parece más al resultado correcto.
Esta pregunta ya salió en el foro y parece que la sacaron de esta página http://www.fisicanet.com.ar/fisica/magn ... lema02.php
Aquí pone que el campo del solenoide es μ0·N·I/2R pero yo tenía entendido que esta fórmula puede usarse cuando la longitud del cilindro es mucho menor que el radio y no es el caso.
Pero la longitud es 1 metro, no? Así que no cambiaría el resultado... Por lo que he visto en el problema pone que pasa una corriente de 2 A pero luego en la fórmula cogen 0.2 A. De ahí ese factor 10.
La fórmula que utilizan no sabía que era aplicable al solenoide (ni en las condiciones que tú comentas)
Tienes razón, la longitud es un metro, creo que es la primera vez que elijo la respuesta correcta por leer mal la pregunta jajaja. Pues seguramente hayan copiado la respuesta y no se hayan preocupado de sí está bien o no.
En esta página deduce el campo magnético creado por un solenoide, en la sección 4.3 aparece el límite cuando h<<r:
http://laplace.us.es/wiki/index.php/Cam ... e_infinito
72. Las partículas negativas emitidas por una sustancia radiactiva perpendicularmente a un campo magnético, sufren la acción es éste, y la fuerza sobre ellas las desvía ..
1.Hacia el polo sur en la dirección del campo.
2. Hacia el polo norte en la dirección del campo.
3. Describiendo una curva que las separa en igual medida del polo norte y del polo sur.
4. Las partículas negativas emitidas por una sustancia radiactiva nunca van perpendicularmente a un campo magnético.
¿Las partículas negativas no se desvían hacia el polo norte geográfico / sur magnético?
La fuerza del campo magnético sobre una partícula es F=q v xB, así que la desviación será perpendicular a v y B. En este caso te dice que v y B son perpendiculares, si B tiene dirección +k (de sur a norte) y v por ejemplo +j una partícula negativa se desviará en dirección -i. Si v y B son perpendiculares la fuerza nunca va a tener componente en el eje z por tanto se aleja de igual medida del polo norte y el polo sur.
Si no me he explicado bien dímelo e intento hacer un dibujo.
Sí que lo he pillado, pero tengo una pregunta tonta: B siempre va en el eje z? Entiendo que en las preguntas así más teóricas sí, pero en algunos ejercicios (de sustituir en formulitas) nos podían dar una dirección de B en i o en j, no? Aquí imagino que mi pregunta no tiene discusión porque hablamos de la tierra.
Sí, B puede tener cualquier dirección. Si te piden la dirección de la fuerza tendrías que hacer el rotacional v x B y si solo te pide el módulo pues F= qvBsenθ.
91.Si la diferencia de potencial de un condensador plano pasa de V a -2V su capacidad:
1. Se duplica.
2. No cambia.
3. Se reduce a la mitad
4. Cambia de signo.
Esta pregunta imagino que es básica pero llevo un lío... ¿En un condensador lo que se mantiene constante no era la carga?
Examen temático 19
3. ¿Cuál de las siguientes magnitudes es un invariante Lorentz?
1. El cuadripotencial Am.
2. El Laplaciano tetradimensional.
3. El tensor de campo electromagnético fmv.
4. La cuadricorriente Jm.
Yo tenía entendido que el laplaciano tridimensional NO era un invariante de Lorentz. Aquí es porque es tetradimensional???
Sí, es porque es en cuatro dimensiones. Si tienes mucho interés en la demostración en esta página demuestra que la ecuación de ondas es un invariante de Lorentz
http://teoria-de-la-relatividad.blogspo ... etica.html
Gracias
8. Un condensador plano se halla encerrado en una caja metálica que está conectada a tierra sin que haya contacto entre ambos. Señale lo correcto:
1. La capacidad aumenta, al aparecer otro condensador en paralelo formado por la placa conectada a V y la cara superior de la caja.
2. La capacidad permanece inalterada ya que sólo depende de las cargas situadas entre las placas.
3. La capacidad disminuye.
4. Si se coloca la caja a un potencial positivo distinto de cero (tierra) la capacidad aumenta ya que las cargas que aparecen sobre la caja inducen otras en las placas del interior.
Yo aquí habría dicho la 2... En realidad me he imaginado el condensador dentro de una caja de Faraday y me he dicho que su capacidad no cambia. ¿Se supone que el condensador está a tierra como la caja metálica, estarían en paralelo y por eso la capacidad aumenta?
15. Se crea un campo eléctrico uniforme de intensidad 6 104 Newton/culombio, entre las láminas de un condensador plano que distan 2,5 cm. La aceleración a que está sometido un electrón situado en dicho campo será:
1. 1,54 1033 m/s
2. 9,64 10-15 m/s
3. 10,6 1015 m/s
4. 3,44 10-33 m/s
De entrada aquí las unidades están mal. Pero de todas formas a mí me da la respuesta 3 (Aplicando q · E = m · a)
20. En una región del espacio hay un campo magnético B. Si una partícula cargada con una velocidad inicial de 12 m/s va espontáneamente desde un punto A donde el campo magnético es muy intenso al punto C donde el campo magnético es muy débil. Decir cuál de las siguientes afirmaciones es verdadera.
1. La partícula aumenta su energía cinética
2. La partícula solo puede ser negativa para que vaya de A a C.
3. La partícula solo puede ser positiva para que vaya de A a C.
4. La velocidad de la partícula en el punto C es 12 m/s.
¿No se supone que la partícula se aceleraría o se frenaría? No entiendo por qué la velocidad es constante...
Aquí creo que tiene que ver con que se mueve espontáneamente. Si lo hace espontáneamente no sufre ninguna fuerza, osea que no tiene ninguna aceleración y su velocidad no debería variar.
¿Es como si fuera inmune al campo magnético? Entiendo tu razonamiento pero lo que me parece raro es que el campo magnético no le haga nada
No, no es que sea inmune al campo magnético. La partícula está inicialmente moviéndose en un campo magnético, y está sufriendo una fuerza que hará que se mueva de una determinada manera(F=q v x B) . Pero en un cierto momento se mueve espontáneamente a una zona con campo distinto, se ha movido a esta zona "por arte de magia", este movimiento no es debido a ninguna fuerza así que aparecerá en el punto C con la misma velocidad que tenía en A aunque luego, como el campo en C es más débil, vaya a experimentar una fuerza menor.
No sé si lo he conseguido explicar bien. En verdad no es una situación que pueda darse, sería teletransporte.
52. Considérese una cavidad A rectangular de lados a y b, de paredes perfectamente reflectoras. Una segunda cavidad B se forma haciendo b>>a a la vez que se suprimen las paredes perpendiculares al eje b. ¿Qué tipo de ondas y frecuencias pueden mantenerse en el
1. Ambas cavidades actúan como guias de ondas, pudiendo mantener ondas estaciona- ria y viajeras de cualquier frecuencia.'
2. La cavidad B admite únicamente ondas estacionarias, ya que se trata de una cavidad resonante.
3. La cavidad B puede propagar únicamente ondas cuya frecuencia sea mayor o igual a una cierta frecuencia de corte por debajo de la propagación es imposible.
4. Una onda electromagnética propagándose en la cavidad B tendrá siempre una velocidad de fase menor que c (velocidad de la luz en el vacío).
Yo esta diría que es la 3 porque creo que siempre hay frecuencia de corte. Las otras te digo las razones por las que creo que se pueden descartar:
1.- Para que se forme una onda estacionaria la onda inicial tiene que reflejarse en algún sitio, si se suprimen las paredes perpendiculares al eje no se reflejaría. Además siempre hay frecuencia de corte.
2.- Misma razón.
4.- La velocidad de fase es siempre mayor que c.
Perfecto, me queda claro
56. Dos capacitores, de capacitancias C1 = 2 [μF] y C2 = 4 [μF], se cargan como una combinación en serie a través de una batería de 100 [V]. Luego los dos capacitores se desconectan de la batería, así como uno del otro. Ahora se conectan las placas positivas y las placas negativas entre sí. Calcule la carga final en cada capacitor.
1. Q1= 600/3 [μC], Q2 =1200/3 [μC]
2. Q1= 200/9 [μC], Q2 =1200/9 [μC]
3. Q1= 800/9 [μC], Q2 =1600/9 [μC]
4. Q1= 800/3 [μC], Q2 =1600/3 [μC]
¿Alguien lo tiene resuelto y puede subir los cálculos por fi? No llego a nada concluyente... Me da que la carga total de los condensadores es 133.33 μC y la solución que dan como correcta no lo cumple. No sé que hago mal.
Me pasa lo mismo.
63. Sean dos cargas puntuales (q=e) unidas por una línea de longitud 2L rotando con velocidad angular constante w/2 respecto al centro de la línea y en torno a un eje perpendicular a ésta. El módulo del momento dipolar magnético del sistema es:
1. m= 1/2 eωL
2. m=eωL2
3. m=1/4 eωL2
4. m=1/2 eωL2
Yo llego a la expresión 1...
Yo lo he hecho de la siguiente forma:
M=I·A
I=q/t = (wL/2) (2e/2πL) ; donde he usado que t=2πL/v y v=wr.
A=πL^2
¿Podrías decirme de dónde has sacado esas fórmulas? la de M y la de I = (wL/2) (2e/2πL)
M= IA es la definición de momento dipolar magnético:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hb ... agmom.html
I=q/t la carga es q=2e porque tienes dos cargas y t es el periodo, longitud de la circunferencia dividido la velocidad t=2πL/v. La velocidad lineal es w=v x r, en este caso r=L y v es perpendicular al radio así que w=vL. Sustituyendo todo te da la solución correcta.
77. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones en relación con la energía de interacción entre dos dipolos eléctricos es cierta?
1. La fuerza entre dos dipolos eléctricos no yace según la línea que los une excepto para ciertas posiciones específicas.
2. La energía potencial entre dos dipolos eléctricos varía con la distancia según r-4.
3. En el movimiento debido a la interacción dipolo-dipolo se conserva el momento an- gular orbital de los mismos.
4. La energía de interacción entre dos dipolos eléctricos no es simétrica.
Ni idea...
. De esta no estoy muy segura pero te digo lo que he pensado:
La fuerza ejercida sobre un dipolo es F=(p·divergencia) E, aquí E sería el campo creado por el otro dipolo. Como la divergencia de E es un escalar la dirección de la fuerza es la que tenga el dipolo que no tiene por qué ser la misma que la línea que une los dos dipolos
Tiene mucho sentido lo que dices, la verdad
89. El flujo eléctrico neto a través de una superficie esférica de radio r centrada respecto a otra superficie esférica cargada, no conductora, de radio R (R < r) y con una densidad de carga ρ es:
1. ρ4πr3/3ε0
2. ρ4πR3/3ε0
3. ρ4πR3/3rε0
4. ρ πR3/3rε0
. Es simplemente aplicar la ley de gauss: flujo= integral ( E·dA) = Q/ε si sustituyes Q= ρV= 4πR^3ρ/3 ya lo tienes.
¿Entonces para que nos dan r pequeña? ¿Y R no debería ser mayor que r? Es que no pillo el anunciado...
Te dan r pequeña para que sepas que la superficie sobre la que calculas el flujo contiene toda la carga de la esfera. La ley de Gauss dice que el flujo a través de una superficie cerrada es igual a la carga encerrada en dicha superficie dividido ε.
Si R>r solo una parte de la carga de la esfera contribuiría al flujo, tendrías Q'=4πr^3ρ/3.
Gracias!!!
Patricia
Patricia
A ver si alguien se anima a contestar las que faltan!
Laura