Sol_hablador.gifPor favor escriban sus soluciones en esta página así la comparten con el resto de compañeros y yo le doy su merecido....crédito.


solucion todos los ejercicios G12NL23
solución algunos ejercicios


1. a) Calcule la velocidad (en m/s y km/h) de una partícula de oxígeno a una temperatura de 10 grados Celcius. Eso puede ser en Bogotá.
b) Calcule la velocidad de una partícula de oxígeno a una temperatura de 30 grados Celcius. Eso puede ser en Melgar.
NOTA: No olvide usar la ecuación que relaciona la energía de una partícula con la temperatura (en Kelvin) usando la constante de Boltzman para 3D
R/ G11NL18

2. Haga una tabla con columnas de temperatura en Celcius, Kelvin, velocidad (m/s y km/h) y Julios donde la temperatura en Celcius sea la entrada.
Defina un rangos que considere interesante y grafique.
R/ G11NL6

3. Cuál es la energía en Julios y en eV de un fotón de radiacion con longitud de onda de un amstrong
R/ G11NL18

4. Publique aquí una imagen de la distribución espectral de la radiación solar que llega a la Tierra.
R/ Radiacion solar
G9, NL 20



radiacion-solar_image003.jpg radiacion-solar_image004.jpg G12 NL 10
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Compañeros: Decidí complementar este punto. Gracias. cacardenasma (G10NL05)

5. Calcular la intensidad del campo magnético en el interior de una bobina de un metro de largo con mil espiras de radio 1 cm si se aplica una corriente de un amperio
R/ G9NL24

6. En el problema anterior varíe la corriente desde 1 mA hasta 1 A en incrementos de 100 mA. Haga una tabla en Excel y grafique.
R/ G9NL24

7. Haga lo mismo en incrementos de 10 A desde 1 A hasta 100 A. Haga una tabla en Excel y grafique.
R/ G9NL24

8. Cuál es la intensidad del campo geomagnético terrestre en la superficie de la Tierra?. Identifique si se puede representar en uno de los gráficos de los problemas arriba.

R/
http://www.jpimentel.com/ciencias_experimentales/pagwebciencias/pagweb/Los_talleres_de_ciencias/electricidad_y_magnetismo/magnetismo_campo_terrestre.htmG12NL2


La unidad SI del campo magnético es el tesla (T). Otra unidad que se usa mucho todavía es el gauss (G). Esta última unidad tiene la ventaja de que un gauss es aproximadamente la intensidad del campo magnético en la superficie terrestre. El tesla es una unidad mucho mayor:
1 T = 10,000 G, 104 G
El campo producido entre las caras de los polos de los grandes electroimanes de laboratorio típicamente está entre 1 y 3. El campo cerca de las caras polares de un buen imán permanente es de unos 0.4 T. G12 NL 10

9.Calcule la longitud de alambre necesaria para construir la bobina del problema No 5.
R/ longitu de arco = 2*pi*r y si tenemos 1000 espiras de radio 1 cm entonces la longitud del alambre sera 2*pi*1000= 6283.18 cm
G9NL31

G11NL18, Solamente agrego este archivo a que lo tenia listo para subir, pero mi compañero se adelanto, pero no importa ya que este archivo puede ser de ayuda, porque esta explicado. Pero pues el procedimiento de mi compa.. es el mismo que utilice.

10. Si la resistencia del alambre de la bobina del problema de arriba es de 10 ohmios y su sección transversal es de 0,5 cm cuadrados entonces cuál es la su resistividad?
R/ resistividad = R*A/L = 10*5 E-5/62.8318 = 7.96 E-6 ohmios*metro
G9NL31
Creo que la division que hizo mi compañero tiene un error, pues paso el area transversal a metros cuadrados, pero dividio por centimetros, de la longitud del alambre. Como dijo mi compañero en el punto anterior, creo que puede servir de ayuda la explicacion paso a paso del pdf que agrego...G11NL6
Gracias por la correción compañero.......ya lo corregi G9NL31

11. Haga un análisis dimensional e identifique las unidades de la Resistencia x Capacitancia, es decir, RC.
R/
G9 NL 20


G9 NL15 Analisis Adimensional De R por C


12. Calcule el potencial eléctrico en el centro de un cubo de 10 amstrongs de arista si en cada vértice hay un electrón.
Ahora si está bien redactado, gracias G12NL10
R/ G11NL18


13. La ley gravitacional nos dice que dos masas siempre se atraen. Calcule la fuerza de atracción gravitacional de dos electrones que están separados una distancia de 10 amstrongs y la fuerza de repulsión eléctrica de Coulomb. Cuál es mayor y cuántas veces?
R/ G11NL19

14. Si un electrón se mueve en círculos, de 1 cm de radio, a razón de 1 vuelta por segundo, calcular la corriente.
R/ G12 NL21

15. Cuántos electrones se necesitan para tener una corriente de un amperio? y cuál es el radio del círculo?
R/ G12 NL21

16. Invéntense un problema con números que ilustre la corriente de desplazamiento en el interior de un capacitor en un circuito RC conectado a una fuente DC.
R/ G12NL15

17. Se tienen 4 resistencias de 100 ohmios. Identifique y dibuje una configuración serie paralelo para obtener una resistencia equivalente de 100 ohmios y otra para obtener una resistencia equivalente de 25 ohmios.
R/ GR9NL5

G12 NL 10 y NL 2

18. Haga un triángulo con las cuatro resistencias y calcule las posibles resistencias equivalentes.
R/
G12nL24

19. Si tenemos un capacitor formado por 2 placas paralelas separadas en el vacio una distancia de 1 metro y conectadas a una pila de un voltio. Cuánto tiempo tomaría un electrón en viajar de una placa a la otra?.
Pista: use las leyes de Coulomb, Newton y ecuaciones de cinemática. Ilustre con dibujos.
R/ grupo 11 NL 9

20. Cuál es el voltaje que habría que aplicarsele a las placas para que el electrón tome 1 segundoen realizar el viaje?.
R/ GRUPO 11 NL9
complementando
G12NL24

21. Por qué un capacitor de un faradio es tan grande? Si Usted tuviera que construir uno qué dimensiones tendría el dispositivo?
R/ En un capacitor de placas placas paralelas la capacitancia viene dada por C = (Є0 A)/d, donde A y d representan el área de las placas y d su separación, respectivamente. Así, A= dC/Є0 . Si se quiere obtener una capacitancia de 1F en un condensador de este tipo, con una separación de 1mm, el área de cada una de las placas deberá ser de aprox. 113'000.000m2!!!! .Es decir, si la geometría de cada placa es cuadrada, cada lado de ésta medirá aprox. 11km!! ... algo así como la distancia entre la Universidad Nacional y el portal del norte de TM. Si la separación entre las placas aumenta, también lo hará el valor del área, de forma que para optimizar la magnitud de las placas debe reducirse al máximo la distancia entre ellas.
G11NL23


Sol_hablador.gif
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Los siguientes primeros 5 problemas (del A al E) son una secuencia didáctica de conceptos fundamentales recórranla con mucho cuidado y buena letra.

A. a) Cuando una partícula (con masa m) se mueve en en línea recta (con aceleración a, lineal) se puede calcular su Fuerza (va en la dirección del movimieto). Cuál es?
R/ F = m.a (Fuerza de Newton)
b) Cuando una partícula (con masa m) se mueve circularmente (con aceleración a, conocida como tangencial, v2/2) se puede calcular su Fuerza (va en dirección hacia el centro perpendicular al movimiento). Cuál es?, cómo se conoce?
R/ F= m.ac, donde ac corresponde a la aceleración centrípeta dirigida hacia el centro de la circunferencia que describe la trayectoria y su valor es ac=V2/r, por lo que la fuerza generada por ésta, llamada fuerza centrípeta va dirigida igualmente hacia el centro de la circunferencia y tiene una magnitud de F =mV2/r.
G11NL23

B. Cuando una partícula (con masa m y carga q) se mueve en un medio magnético uniforme lo puede hacer lineal ó circularmente. En qué condiciones ocurre cada caso?
R/ La partícula se moverá linealmente si la dirección del campo magnético es paralela o antiparalela a la dirección de movimiento de la partícula, pues la fuerza de Lorenz inducida sobre la partícula será nula, ya que el producto cruz entre los vectores representantes es cero en este caso (F=qVxB=0). La partícula adquirirá una trayectoria circular cuando por ejemplo una partícula cargada positivamente atraviesa perpendicularmente de izquierda a derecha un campo magnético dirigido hacia el interior del plano de la página. La fuerza generada forma ángulos rectos sucesivos con v y B y su dirección de acuerdo con la regla de la mano derecha será hacia arriba, lo cual sucesivamente se convierte en el centro de una circunferencia por la cual seguirá la trayectoria la partícula.
G11NL23

C. Cuando una partícula (con masa m y carga q) se mueve circularmente (existe un radio R) en un campo magnético B se puede se pueden igualar sus Fuerzas de Newton y de Lorentz. De esta ecuación se puede despejar una expresión para el Radio que caracteriza el movimiento circular. Cuál es ese radio en términos de los otros parámetros ( m,q,B,v), R = _ metros
R/ Igualando las fuerzas centrípeta y de Lorenz: qvB=mv2/R, entonces R=mv/qB
G11NL23


D. Cuánto tiempo se demora (en otras palabras cuál es el período de rotación) una partícula en darle la vuelta a un círculo de radio R si se mueve con una velocidad v?
Cuál es la frecuencia de rotación?.
R/ El tiempo que tarda una partícula en completar una revolución es igual a la circunferencia del círculo dividido entre la rapidez lineal de la partícula, así: T=2piR/v
G11NL23

E. La frecuencia de giro de una partícula atrapada en un campo magnético uniforme se conoce como frecuencia de ciclotrón. Exprésela en términos de los parámetros arriba mencionados. f =
R/ f=qB/2pim
G11NL23


F. Calcule el valor de la energía en eV para un punto en el espectro electromagnético en el IR cercano y uno para el UV cercano
R/ Esta ademas la energia en jules para cada segmento del espectro electromagnetico

λ(m)
γ(Hz)
E(J)
E(eV)

Radio
1E+04
3E+04
2E-29
1,0E-10

Microondas
1E-01
3E+09
2E-24
1,0E-05

Infrarrojo
1E-04
3E+12
2E-21
0,01

Visible
5E-07
6E+14
4E-19
2,08

Ultravioleta
1E-07
3E+15
2E-18
10,42

Rayos X
1E-09
3E+17
2E-16
1042,11

Rayos Gamma
1E-11
3E+19
2E-14
1,0E+05


G12NL24


G. Cuál es el experimento que se diseñó para medirle la carga a un electrón? En qué consiste, cuándo, dónde y quién lo propuso?
R/ G9NL5

H. Cómo se puede medir la velocidad de la luz?. Pregunto por la esencia del experimento, hay varios.
R/ GR9NL17

En este link hay un experimento casero para encontrar la velocidad de la luz, me parecio bien chevere porque lo podemos hacer en casa y ademas es muy sencillo. G12NL15
**Velocidad de la luz**

I. La resistividad de los metales presenta una dependencia con la temperatura. Averiguen la dependencia funcional, su ecuación y grafiquen para el cobre.
R/ Para los conductores es una relacion lineal dada por la ecuacion
r = r20(1 + a(t - 20 ºC)), en el archivo adjunto encontraran la grafica y la explicacion para el cobre G9NL23
G9NL26

J. Qué es un material óhmico? y qué es un material no óhmico? De ejemplos
R/

G 10 NL 26
G9NL9. Compañeros aqui les dejo otro documento sobre materiales óhmicos y no óhmicos.


K. EXPERIMENTO SENCILLO: Alguno que haga un circuito RC con una pila de 1,5 VDC que prenda ó apague un LED en 5 segundos. Debe traerlo para que todos lo vean y debe hacer un video y subirlo a esta página.
R/

L. Tecnología GPS. En qué banda del espectro electromagnético funcionan los receptores GPS?. Qué clases de GPS existen en el comercio. Cuál es el principio de funcionamiento. Diagrama de bloques instrumental. Aplicaciones . (este problema puede dar para muchas respuestas dependiendo del ángulo que cada estudiante lo enfoque)
R/
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generador_gps.gif

L. Tecnología GPS. En qué banda del espectro electromagnético funcionan los receptores GPS?. Qué clases de GPS existen en el comercio. Cuál es el principio de funcionamiento. Diagrama de bloques instrumental. Aplicaciones. (este problema puede dar para muchas respuestas dependiendo del ángulo que cada estudiante lo enfoque)
R/ El espectro radioeléctrico abarca una amplia gama de frecuencias de radio que cubren desde los. 1,53 · 103 Hz (153 kHz) a los 3,0 · 1011 Hz (300 GHz) aproximadamente. Dentro de ese espectro se incluyen las ondas que permiten la transmisión de señales de radio de amplitud modulada (AM) y frecuencia modulada (FM), incluyendo televisión, teléfono inalámbrico, teléfono móvil o celular, GPS (Global Positioning System – Sistema de Posicionamiento Global), controles para gobierno de equipos remotos, hornos microondas, radar, etc
G12NL08



L. Tecnología GPS. En qué banda del espectro electromagnético funcionan los receptores GPS?. Qué clases de GPS existen en el comercio. Cuál es el principio de funcionamiento. Diagrama de bloques instrumental. Aplicaciones. (este problema puede dar para muchas respuestas dependiendo del ángulo que cada estudiante lo enfoque)

R/ Frecuencias de trabajo

CODIGO P: El código exacto, protegido conocido por las siglas PPS y también llamado código P, está reservado para un uso estrictamente militar y como su propio nombre indica ofrece la máxima exactitud y precisión. Se emite en la frecuencia de 1.227,6 Mhz.
CODIGO SPS: El código de adquisición ordinaria, también llamado SPS o C/A, es el código destinado a uso civil. Todos los receptores GPS "civiles" están sintonizados con este código. Se emite en la frecuencia de 1.575,42 Mhz.

G11NL21

L. Tecnología GPS. En qué banda del espectro electromagnético funcionan los receptores GPS?. Qué clases de GPS existen en el comercio. Cuál es el principio de funcionamiento. Diagrama de bloques instrumental. Aplicaciones. (este problema puede dar para muchas respuestas dependiendo del ángulo que cada estudiante lo enfoque)
R/ En el documento está una breve definición de GPS, una breve clasificación, descripción del funcionamiento y algunas aplicaciones.

G11NL31