BANCO DE PROBLEMAS

IUDEP


FÍSICA 6to AÑO







EXAMEN 6to AÑO MED-AGRO-ING-ARQ FEBRERO 1995




1.La cuerda de la figura se encuentra en resonancia en la forma indicada. La masa de la pesa que cuelga es de 100 g y la densidad lineal de la cuerda es de 1.0x10-2 Kg/m.
a)Sabiendo que la amplitud máxima de la onda estacionaria es de 2.5 cm y que la longitud de la cuerda es de 60 cm, escribir la ecuación de la onda estacionaria.
b)Se desea que la cuerda resuene en el estado fundamental cambiando únicamente la pesa que cuelga. Calcular la masa que tiene que tener la dicha pesa.

2.La figura muestra dos focos que emiten ondas coherentes con defasaje inicial de 30º, con frecuencia de 10 Hz y de longitudes de onda 20 cm.
Las amplitudes de las ondas emitidas son 8.0 cm y 6.0 cm.
Escribir la ecuación de la onda resultante en el punto P.

3.En un experimento óptico se utiliza una doble rendija cuya distancia de separación entre ambos es de 2.0 mm y cada una de 0.50 mm de ancho, luz monocromática de 600 nm de longitud de onda y una pantalla ubicada a 2.0 m de la doble rendija.
a)Haga un esquema de lo que se observa en la pantalla al mirar a través de la doble rendija y explique los fenómenos que allí ocurren.
b)Calcular la distancia entre la segunda franja oscura a la izquierda del centro de la pantalla y la tercera franja brillante ubicada a la derecha.

4.Cuando un metal cuya longitud de onda umbral es 620 nm es iluminado con una cierta luz, emite electrones con una energía cinética máxima de 1.5 eV.
a)Calcular la frecuencia, la energía y la cantidad de movimiento de los fotones incidentes.
b)Suponga que los electrones emitidos inciden sobre átomos de hidrógeno exitados con sus electrones inicialmente en el segundo nivel de energía. Calcular el nivel de energía que alcanzan éstos electrones y las longitudes de onda que pueden emitir los átomos al volver al estado fundamental.

5.La figura muestra dos cargas eléctricas puntuales q1 = 28 pC y q2 = 10 pC.
a)Calcular y representar el campo eléctrico resultante en A.
b)Determinar las características de una tercera carga q3 ubicada a 1.0 cm de A en la recta que pasa por las otras dos para que el campo resultante en A valga 5.0 N/C. Analice todas las posibilidades y haga un diagrama para cada una de ellas.

6.La figura muestra dos placas uniformemente cargadas con igual densidad superficial de carga de 35.4x10-10 C/m2 separadas 5.0 cm
Considere dos puntos: el punto A ubicado a 1.5 cm de la placa positiva y el punto B a 0.5 cm de la placa negativa.
a)Calcular y representar el campo eléctrico en A y en B y calcular la diferencia de potencial Vb - Va.
b)Calcular el trabajo que realiza el campo eléctrico sobre una carga eléctrica q = - 2.0 nC cuando ésta se desplaza desde A hasta B.


EXAMEN 6to AÑO MEDICINA PREVIOS ABRIL 1995

1.La cuerda de la figura tiene una longitud de 1.5 m y se encuentra en resonancia oscilando con una frecuencia de 50 Hz.
Sabiendo que la distancia entre dos nodos consecutivos es de 0.50 m, la amplitud de las ondas viajeras es de 0.8 cm y que la tensión que provoca la pesa es de 15 N:
a)Dibujar la forma que adquiere la cuerda y escribir la ecuación de onda estacionaria.
b)Calcular la masa de la cuerda.

2.La figura muestra dos focos que emiten ondas coherentes con defasaje inicial de 30º, con frecuencia de 20 Hz y de longitudes de onda 24 cm.
Las amplitudes de las ondas emitidas son 10.0 cm y 6.0 cm.

a)Calcular el valor de la diferencia de caminos de los dos focos a un punto que pertenece a la segunda línea nodal
b)Calcular la amplitud de la onda resultante en el punto P.

3.En un experimento óptico se utiliza una doble rendija cuya distancia de separación entre ambos es de 1.5 mm y cada una de 0.50 mm de ancho, luz monocromática de 500 nm de longitud de onda y una pantalla ubicada a 1.2 m de la doble rendija.
a)Haga un esquema de lo que se observa en la pantalla al mirar a través de la doble rendija y una gráfica que explique lo observado.
b)Calcular el ancho del máximo central de difracción.

4.Sobre un metal cuya longitud de onda umbral es de 500 nm inciden fotones de cantidad de movimiento de 1.65x10-27 Kg.m/s
a)¿Se produce efecto fotoeléctrico? Realice cálculos y explique.
b)Calcular la velocidad de los fotoelectrones emitidos por el metal.

5.La figura muestra una carga puntual q = 2.0 nC y una placa cuya densidad de carga superficial es de 35.4x10-8 C/m2
a)Calcular y representar el Campo Eléctrico en el punto A.
b)Calcular y representar la fuerza que experimentaría un electrón colocada en A.

6.La figura muestra dos placas paralelas. Entre ellas se aplica una diferencia de potencial de 1000 v.
Un protón se coloca en reposo sobre la placa negativa.
a)Calcular la velocidad con que el protón atraviesa el orificio de la placa positiva.
b)Calcular la longitud de onda asociada a dicha partícula.

EXAMEN 6to AÑO MED-ARQ-ING-AGR JULIO 1995

1.Una cuerda de 1.0 mg de masa y cuya longitud es de 1.5 m está conectada a un generador de ondas sinusoidales a una frecuencia de 2.5x10+3 Hz. Sabiendo que la tensión de la cuerda la provoca el peso de una pesita de 150g :
a)Dibujar la forma que adquiere la cuerda.
b)Si la frecuencia del oscilador cambia a la mitad ¿continuará la cuerda en resonancia? Justifique su respuesta.

2.Dos focos F1 y F2 emiten ondas de 18 cm de longitud de onda, amplitudes de 4.0 cm y 5.0 cm respectivamente y con un defasaje inicial de 60º.
a)Calcular amplitud resultante en un punto que dista a 15 cm del foco 1 y 12 cm del foco 2.
b)Calcular el defasaje debido a la diferencia de camino en punto que pertenece a la segunda línea nodal. Explique

3.En un experimento óptico se utiliza luz de 450 nm y una doble rendija ubicada a 1.5 m de la pantalla.
El ancho de cada rendija es de 1.0 mm cuyos centros están separados 3.0 mm.
a)Hacer un esquema de lo que se observa al mirar la pantalla a través de la doble rendija.
b)Calcular la posición de la segunda franja oscura con respecto a centro de la pantalla.

4.Cuando una celda fotoeléctrica se ilumina con luz de 400 nm el potencial de corte es de 2.5 V
a)Calcular el potencial de corte cuando se ilumina con luz de 600 nm.
b)Indicar para que valores de longitud de onda existe efecto fotoeléctrico.

5.La figura muestra dos placas cargadas uniformemente con densidad superficial de carga de 17.7x10-8 C/m2 y una carga puntual q = 1.0 nC
a)Determinar el campo resultante en el punto P del dibujo.
b)Determinar un punto en donde el campo resultante sea nulo.
¿Existe algún otro punto en donde se cumpla esta condición?

6.El electrón de un átomo de hidrógeno sufre la transición del nivel 3 al nivel 2, emitiendo un fotón.
Calcular la energía, frecuencia, longitud de onda y cantidad de movimiento para dicho fotón.

EXAMEN 6to AÑO INGENIERIA DICIEMBRE 1995

1.En la figura se muestra una esfera de masa m = 1.0x10-6 Kg y carga q = -2.0x10-8 C que se encuentra en equilibrio suspendida por un hilo aislante frente a una placa cargada uniformemente. Determinar el campo resultante en el punto A del dibujo que se encuentra a 0.95 m por encima de la carga.

2.F1 y F2 en la figura son dos focos coherentes emisores de ondas que oscilan de acuerdo con las siguientes ecuaciones:
y1(t)=0.040sen(20¶t)
y2(t)=0.030sen(20¶t+¶/6)
(en unidades del sistema internacional de medidas)
Sabiendo que las ondas se propagan con velocidad de 20 m/s, escribir la ecuación de la onda resultante en el punto A.

3.La figura muestra una fuente S de iones de carga q = -2e y de masa m = 2.0x10-25 Kg, un par de placas A y C conectadas a un generador G cuyo potencial eléctrico es de 8000 v que aceleran a los iones desde el reposo y una zona bien definida donde existe un campo magnético uniforme B = 0.20 T
a)Dibujar la trayectoria seguida por los iones y determinar con precisión el punto por donde dichos electrones abandona el campo magnético (indicarlo en el dibujo)
b)Determinar las características de un campo eléctrico que superpuesto al campo magnético haga que dichos iones pasen por la zona del campos sin desviarse.

4.En el dibujo, A y B son conductores rectilíneos que transportan las corrientes indicadas. Por el punto A pasa un electrón con una velocidad de 5.0x10+6 m/s en dirección paralela a los conductores y sentido hacia arriba.
a)Determinar la fuerza neta que actúa sobre el electrón.
b)Determinar a que distancia se debería mover el electrón para no experimentar fuerza magnética.(en una dirección paralela)

5.En un experimento con una doble rendija se utiliza luz de 500 nm. Sabiendo que el ancho de cada rendija es de 0.20 mm y que la separación entre ambas rendijas es de 0.80 mm:
a)Hacer un esquema de lo que se observa al mirar a través de la doble rendija y graficar Intensidad de luz en función de la posición de la pantalla (la posición expresada en función del ángulo)(poner valores sólo en el eje horizontal)(incluir el máximo central y los máximos secundarios de primer orden).
b)Calcular la intensidad de la primera franja brillante en relación con la intensidad de la franja brillante central.


6.Cuando sobre una celda fotoeléctrica incide luz de 600 nm se observa que el potencial de corte es de 1.5 v.
a)Escriba una ecuación de potencial de corte en función de frecuencia para el efecto fotoeléctrico. Realice la gráfica correspondiente indicando a que corresponde la pendiente y los puntos de corte con ambos ejes.
b)Calcule los valores correspondientes de los puntos de corte con ambos ejes en la gráfica anterior para los valores dados.

EXAMEN 6to AÑO MEDICINA Y ARQUITECTURA DICIEMBRE 1995

1.La pequeña esfera de la figura de m = 1.0x10-6 Kg que tiene una carga de q = -2.0x10-8 C se encuentra en equilibrio suspendida por un hilo aislante frente a una placa cargada uniformemente. Determinar la densidad superficial de carga.

2.F1 y F2 en la figura son dos focos coherentes que emiten ondas acuerdo con las siguientes ecuaciones:
y1=0.040sen(¶x+20¶t)
y2=0.030sen(¶x+20¶t+¶/6) (en unidades del sistema internacional de medidas)

a)Escribir la ecuación de la onda resultante en el punto A del dibujo.
b)Calcular cuánto debería valer la diferencia de caminos para que en A exista interferencia destructiva.

3.La figura muestra una fuente S de iones de carga q = -2e y de masa m = 2.0x10-25 Kg, un par de placas A y C conectadas a un generador G cuyo potencial eléctrico es de 8000 v que aceleran a los iones desde el reposo y una zona bien definida donde existe un campo magnético uniforme B = 0.20 T
a)Calcular la velocidad con que salen los iones de la placa A.
b)Determinar las características de un campo eléctrico que superpuesto al campo magnético haga que dichos iones no se desvíen al pasar por la zona de los campos.

4.En el dibujo, A y B son conductores rectilíneos que transportan las corrientes indicadas. Por el punto A pasa un electrón con una velocidad de 5.0x10+6 m/s en dirección paralela a los conductores y sentido hacia arriba.
a)Determinar la fuerza neta que actúa sobre el electrón.
b)Determinar a que distancia se debería mover el electrón para no experimentar fuerza magnética.(en una dirección paralela)

5.En un experimento con una doble rendija se utiliza luz de 500 nm. Sabiendo que el ancho de cada rendija es de 0.20 mm y que la separación entre ambas rendijas es de 0.80 mm:
a)Hacer un esquema de lo que se observa al mirar a través de la doble rendija y graficar Intensidad de luz en función de la posición de la pantalla (la posición expresada en función del ángulo)(poner valores sólo en el eje horizontal)(incluir el máximo central y los máximos secundarios de primer orden).
b)Calcular el ancho del máximo central de difracción, sabiendo que la pantalla está ubicada a 2.0 m de la doble rendija.

6.Cuando sobre una celda foteléctrica incide luz de 600 nm se observa que el potencial de corte es de 1.5 v.
a)Calcular la energía y la cantidad de movimiento de los fotones incidentes.
b)Calcular la longitud de onda para que la energía cinética máxima de los electrones emitidos sea igual a la función trabajo.