T19 (Electromagnetismo)

[Usuario0410]

50. En un circuito RLC serie, el generador de alterna de
fem maxima εm = 10,0 V es de frecuencia ω ajustable.
Cuando se sintoniza dicha frecuencia con la frecuencia
de resonancia ω0 del circuito, la amplitud máxima
de la corriente es Im= 2,00 A. Se conecta en paralelo
con el condensador C otro condensador C´ de igual
capacidad (C´= C) y se observa que, manteniendo la
frecuencia en el mismo valor ω= ω0, la corriente
atrasa a la fem en 18º. Si ω0= 300 rad/s, .cual es el
valor de la capacidad C?
1. 25,3 mF
2. 0,18 mF
3. 7,5 mF
4. 1,03 mF (RC)

Lo han sacado de http://www.fing.edu.uy/if/cursos/fis2/E ... 070215.pdf (ejercicio 10) pero no ponen la resolución Help!

[Rey11]

Te voy a decir como creo que es, no he llegado a la solución pero no debería de estar demasiado lejos en principio:

La condición de resonancia implica que la parte imaginaria del circuito se anula, eso quiere decir que mediante la ley de ohm podemos sacar la resistencia total del circuito:

R=V/I (1)

Tambien sabemos que consiste la condición de resonancia:

1/wc=Lw (2)

Y finalmente nos da un caso y el ángulo que forman sabiendo que:

Ángulo=arctg(parte imaginaria/parte real)=arctg( (1/(Lw)+1/(2CW))/R) (3)

Aplicando 1 y sustituyendo 2 en 3 debería obtenerse el resultado, a mi no me ha salido pero creo que esa debería ser la solución

[Rey11]

Bueno, os voy a dejar unas cuantas preguntas que me han dado quebradero de cabeza, espero que podaís ayudarme

7. Un amperímetro, cuya escala permite medir desde 0
hasta 1 amperio, tiene una resistencia interna de 2 Ω.
¿Cómo se puede conseguir que dicho amperímetro
mida intensidades de hasta 20 amperios?
1. Colocando una resistencia de 0,22 Ω en paralelo.
2. Colocando una resistencia de 0,22 Ω en serie.
3. Colocando una resistencia de 19 Ω en paralelo.
4. Colocando una resistencia de 19 Ω en paralelo.
5. No se puede conseguir.

Este en principio no es el tipo de ejercicio en el que se suele pedir ayuda.., pero no logro llegar a ese resultado, si alguién pudiese ayudarme

36. Dos bombillas iguales cuyas características son:
220V; 100W, se conectan en serie entre sí y a un voltaje
de 220 V. ¿Cuál será la potencia disipada entre
las dos bombillas?
1. 100 W que es su potencia nominal.
2. 50 W.
3. 200 W.
4. 25 W.
5. Ninguna de las otras cuatro respuestas es correcta.

Yo por mucho que lo hago me queda la 3..., tomo cada bombilla como una resistencia y cualculo la resistencia, están en serie por lo que la resistencia total sería la suma de las resistencias de cada bombilla. Aplico la fórmula P=I*I*R, y en cualquier caso me quedan 200W

46. Sea un campo magnético uniforme en la dirección
positiva del eje z, y un protón cuya componente del
spin en la dirección positiva del eje z es Sz = +ћ/2.
¿Qué ángulo forman el momento angular total del
protón, J, y la componente del spin en la dirección
positiva del eje z, Sz?:
1. 0°.
2. 90°.
3. 180°.
4. 79.2°.
5. 54.7°.

En este esperaba un ángulo más normal como las respuestas 1 ó 2, pero este ángulo no se me ocurre de donde puede salir :S

]49. Mientras un avión vuela de Los Ángeles a Seatle (que
está situada más al norte), atraviesa las líneas del
campo magnético de la Tierra. Como resultado, aparece
una fem entre los extremos de las alas del avión.
1. El extremo izquierdo del ala se carga positivamente y
el extremo derecho negativamente.
2. El extremo izquierdo del ala se carga negativamente y
el extremo derecho positivamente.
3. El extremo izquierdo del ala se carga positivamente y
el extremo derecho negativamente, igual que ocurriría
en el Hemisferio Sur.
4. Toda el ala se cargará positivamente.
5. Toda el ala se cargará negativamente.

Yo en este no le veo..., porque además el campo terrestre va variando de dirección a lo largo de los años, el avión puede tomar diferente ruta, etc...

67. El contador de energía eléctrica mide un consumo de
50 kw-h en un día de trabajo de una determinada
instalación. ¿Cuánta energía puede estimarse que ha
generado esa instalación, expresada en unidades del
sistema internacional?:
1. 180 MJ.
2. 1,2 MJ.
3. 4320 MJ.
4. 2083 J.
5. 333 J.

Que quereís que os diga en este problema, pero a mi me sale la 2, si o si, Kw-h es una unidad de energía, no de potencia, es la energía que se ha consumido en una hora, si simplemente se multiplica por 24 tenemos la energía consumida en un día, es decir: 50000*24=1200000 el resultado que creo correcto.

71. Calcular la densidad de corriente de saturación (en
unidades del Sistema Internacional) que se produce
en un cátodo de wolframio por efecto termoiónico
cuando se encuentra a una temperatura de 1000°C.
Datos:
A = 4,121x105 A/(cm2K2) Constante de Richard-son-
Dushman.
E0 = 4,5 eV Trabajo de extracción del Wolframio.
KB = 1,381x10-23 J/K Constante de Boltzman.
1. 1,10 10-6.
2. 9,42 10-12.
3. 7,91 109.
4. 6,75 10-13.
5. 6,75 10-9.

¿Qué formula usaríamos en este problema? :S

77. Con relación a los vector campo eléctrico; E y campos
magnéticos B y H,se verifica:
1. Las líneas del campo H son siempre cerradas.
2. Las líneas del campo eléctrico E son siempre cerradas.
3. En medios magnéticos lineales y homogéneos las
líneas de H son siempre abiertas.
4. El campo B es solenoidal.
5. Las líneas del campo B pueden ser abiertas o cerradas.

¿A que se refiere con que el campo B es solenoidal?, no lo entiendo :S

96. Si se aplica un voltaje de 0,3 μV a una unión de Josephson,
se puede esperar un valor de la frecuencia
de aproximadamente:
1. 327 MHz.
2. 484 Hz.
3. 145 kHz.
4. 484 MHz.
5. 145 MHz.

El efecto se más o menos en que consiste, lo que no se es relacionar el voltaje aplicado con la frecuencia

Muchas gracias a todos

[Usuario0410]

Bueno, os voy a dejar unas cuantas preguntas que me han dado quebradero de cabeza, espero que podaís ayudarme

7. Un amperímetro, cuya escala permite medir desde 0
hasta 1 amperio, tiene una resistencia interna de 2 Ω.
¿Cómo se puede conseguir que dicho amperímetro
mida intensidades de hasta 20 amperios?
1. Colocando una resistencia de 0,22 Ω en paralelo.
2. Colocando una resistencia de 0,22 Ω en serie.
3. Colocando una resistencia de 19 Ω en paralelo.
4. Colocando una resistencia de 19 Ω en paralelo.
5. No se puede conseguir.

Este en principio no es el tipo de ejercicio en el que se suele pedir ayuda.., pero no logro llegar a ese resultado, si alguién pudiese ayudarme
Este esta mal, en paralelo si pero deberían ser 0.105 ohmios.

36. Dos bombillas iguales cuyas características son:
220V; 100W, se conectan en serie entre sí y a un voltaje
de 220 V. ¿Cuál será la potencia disipada entre
las dos bombillas?
1. 100 W que es su potencia nominal.
2. 50 W.
3. 200 W.
4. 25 W.
5. Ninguna de las otras cuatro respuestas es correcta.

Yo por mucho que lo hago me queda la 3..., tomo cada bombilla como una resistencia y cualculo la resistencia, están en serie por lo que la resistencia total sería la suma de las resistencias de cada bombilla. Aplico la fórmula P=I*I*R, y en cualquier caso me quedan 200W
Repasa la cuentas porque a mi si me da. Cada resistencia tiene 484 ohmios, luego R=968 \Omega y por lo tanto:
\(P=\fra{V^2}{R}=\frac{220^2}{968}=50\) Watios.

46. Sea un campo magnético uniforme en la dirección
positiva del eje z, y un protón cuya componente del
spin en la dirección positiva del eje z es Sz = +ћ/2.
¿Qué ángulo forman el momento angular total del
protón, J, y la componente del spin en la dirección
positiva del eje z, Sz?:
1. 0°.
2. 90°.
3. 180°.
4. 79.2°.
5. 54.7°.

En este esperaba un ángulo más normal como las respuestas 1 ó 2, pero este ángulo no se me ocurre de donde puede salir :S
Yo te digo de dónde sale el ángulo...
\(\cos \theta= \frac{S_z}{|L|}\)
pero a ver si tú (o alguién) me dices de donde sale esta fórmula que acabo de poner. Es es la que hay que usar como puedes comprobar en estas cuentas:
\(\cos \theta= \frac{S_z}{|L|} =\frac{\cancel{\hbar}/2}{\sqrt{j(j+1)}\cancel{\hbar}} =\frac{1/2}{\sqrt{\frac{1}{2}\left(\frac{1}{2}+1\right)} =1/\sqrt{3}\)

67. El contador de energía eléctrica mide un consumo de
50 kw-h en un día de trabajo de una determinada
instalación. ¿Cuánta energía puede estimarse que ha
generado esa instalación, expresada en unidades del
sistema internacional?:
1. 180 MJ.
2. 1,2 MJ.
3. 4320 MJ.
4. 2083 J.
5. 333 J.

Que quereís que os diga en este problema, pero a mi me sale la 2, si o si, Kw-h es una unidad de energía, no de potencia, es la energía que se ha consumido en una hora, si simplemente se multiplica por 24 tenemos la energía consumida en un día, es decir: 50000*24=1200000 el resultado que creo correcto.
Ojo!! Tienes que multiplicar por 24 y luego por 60 (o por 3600 directamente, los segundos que tiene una hora)

71. Calcular la densidad de corriente de saturación (en
unidades del Sistema Internacional) que se produce
en un cátodo de wolframio por efecto termoiónico
cuando se encuentra a una temperatura de 1000°C.
Datos:
A = 4,121x105 A/(cm2K2) Constante de Richard-son-
Dushman.
E0 = 4,5 eV Trabajo de extracción del Wolframio.
KB = 1,381x10-23 J/K Constante de Boltzman.
1. 1,10 10-6.
2. 9,42 10-12.
3. 7,91 109.
4. 6,75 10-13.
5. 6,75 10-9.

¿Qué formula usaríamos en este problema? :S
\(J=AT^2\exp{-\frac{E}{kT}}\)
pero no da el resultado exacto (por ello salío en un oficial, ahora no me acuerdo en cual, e intentaron anularla sin éxito).

77. Con relación a los vector campo eléctrico; E y campos
magnéticos B y H,se verifica:
1. Las líneas del campo H son siempre cerradas.
2. Las líneas del campo eléctrico E son siempre cerradas.
3. En medios magnéticos lineales y homogéneos las
líneas de H son siempre abiertas.
4. El campo B es solenoidal.
5. Las líneas del campo B pueden ser abiertas o cerradas.

¿A que se refiere con que el campo B es solenoidal?, no lo entiendo :S
A que son líneas cerradas.

96. Si se aplica un voltaje de 0,3 μV a una unión de Josephson,
se puede esperar un valor de la frecuencia
de aproximadamente:
1. 327 MHz.
2. 484 Hz.
3. 145 kHz.
4. 484 MHz.
5. 145 MHz.

El efecto se más o menos en que consiste, lo que no se es relacionar el voltaje aplicado con la frecuencia
Hay que usar:
\(f=\frac{2eV}{h}\)

Muchas gracias a todos

[Usuario0410]

Te voy a decir como creo que es, no he llegado a la solución pero no debería de estar demasiado lejos en principio:

La condición de resonancia implica que la parte imaginaria del circuito se anula, eso quiere decir que mediante la ley de ohm podemos sacar la resistencia total del circuito:

R=V/I (1)

Tambien sabemos que consiste la condición de resonancia:

1/wc=Lw (2)

Y finalmente nos da un caso y el ángulo que forman sabiendo que:

Ángulo=arctg(parte imaginaria/parte real)=arctg( (1/(Lw)+1/(2CW))/R) (3)

Aplicando 1 y sustituyendo 2 en 3 debería obtenerse el resultado, a mi no me ha salido pero creo que esa debería ser la solución

Yo también lo hice así, pero me da \(C=3.83\times 10^{-6}\) Faradios, a ti?

Y añado una más:

92. En un sistema de referencia inercial S, dos eventos se
producen en el eje x separados en el tiempo Δt, y en
el espacio por Δx. En otro marco de referencia inercial
S’, moviéndose en la dirección x con respecto a S,
los dos eventos podrían ocurrir en el mismo momento
en el caso que se cumplan las siguientes condiciones:
1. Para cualquier valor de Δx y Δt.
2. Sólo si |Δx/Δy|<c
3. Sólo si |Δx/Δy|>c (RC)
4. Sólo si |Δx/Δy|=c
5. Bajo ninguna condición

[Rey11]

En la 67 estoy en desacuerdo contigo Usuario0410, 50Kw-h, es la cantidad de energía generada por la estación en 1 hora, podemos transformarlos en J, sería E=50/3600=0,0138888kJ; pero si queremos la energía en un día: 0,013888*24*3600= 1,2MJ


Todo lo demás estoy totalmente de cuerdo, muchísimas gracias por tu respuesta, ¿Te importaría ponerme el desarrollo de la 7? Gracias

[Rey11]

Usuario0410, creo que me daba algo parecido, de cualquier manera el resultado no era el que buscaba..., no se si nos estamos saltando algo en el desarrollo pero este ejercicio es un poco largo, es de los típicos que en un examen me centraría en otra cosa si no me sale el resultado a la 1ª o la 2ª.

Yo la 92, pensaba que era algo imposible por el principio de causalidad, asi que sobre la respuesta que dan no tengo ni idea :S

[Usuario0410]

Ahí va como yo creo que se hace:

\(V=V\)
\(I_{max}r_i=(20-I_{max})R\)
\((1)(2)=(20-1)R\Rightarrow R=0.105\) Ohmios.






En cuento, a la 92, esto fue lo que yo hice, la relación de Lorentz es:
\(\Delta t' = \gamma (\Delta t -\frac{v}{c^2}\Delta x)\)
Como nos dicen \(\Delta t'=0\) me queda:


\(0= \cancel{\gamma} (\Delta t -\frac{v}{c^2}\Delta x)\)
y despejando, llego a la condición:
\(\frac{\Delta x}{\Delta t}=\frac{c^2}{v}\)
pero que no es ninguna de las opciones

[soiyo]

Bueno, os voy a dejar unas cuantas preguntas que me han dado quebradero de cabeza, espero que podaís ayudarme

71. Calcular la densidad de corriente de saturación (en
unidades del Sistema Internacional) que se produce
en un cátodo de wolframio por efecto termoiónico
cuando se encuentra a una temperatura de 1000°C.
Datos:
A = 4,121x105 A/(cm2K2) Constante de Richard-son-
Dushman.
E0 = 4,5 eV Trabajo de extracción del Wolframio.
KB = 1,381x10-23 J/K Constante de Boltzman.
1. 1,10 10-6.
2. 9,42 10-12.
3. 7,91 109.
4. 6,75 10-13.
5. 6,75 10-9.

¿Qué formula usaríamos en este problema? :S
\(J=AT^2\exp{-\frac{E}{kT}}\)
pero no da el resultado exacto (por ello salío en un oficial, ahora no me acuerdo en cual, e intentaron anularla sin éxito).

aqui creo recordar que el fallo es que dan mal las unidades de A...pero tampoco me hagais mucho caso...

[soiyo]

En la 67 estoy en desacuerdo contigo Usuario0410, 50Kw-h, es la cantidad de energía generada por la estación en 1 hora, podemos transformarlos en J, sería E=50/3600=0,0138888kJ; pero si queremos la energía en un día: 0,013888*24*3600= 1,2MJ

Usuario tiene razon....te lo hago por factores de conversion que es muuuuucho mas facil \(50kW\cdot h=50\cdot 10^{3}\frac{J}{s}\cdot h=50\cdot 10^{3}\frac{J}{s}\cdot h\cdot \frac{3600s}{1h}=1,8\cdot 10^{8}J\)
Ten en cuenta que ya te dicen 50kWh en un dia!!!!

Todo lo demás estoy totalmente de cuerdo, muchísimas gracias por tu respuesta, ¿Te importaría ponerme el desarrollo de la 7? Gracias