Universidad Nacional de ColombiaDepartamento de Física
Fundamentos de Electricidad y Magnetismo
1P V2 Parcial TALLER -Solucionar en Casa
G2 N31Andrés Eduardo Tuta López
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1- En un cuadrado de 10 Å de lado se encuentran dos electrones en los vértices inferiores y dos protones en los vértices superiores. Calcule el
campo eléctrico en el centro del cuadrado.
Hallamos r^2 usando pitágoras Pasamos a metros
Fórmula de Campo Eléctrico
Que es el campo eléctrico en el centro del cuadrado debido a una carga positiva. Como hay dos cargas positivas y dos negativas el campo estaría orientado hacia abajo, la otra carga positiva hace que que el E anterior se duplique y las dos cargas negativas hacen que se cuadruplique, así el E total será:
E=11,52*10^9 N/C
2- Cuál debe ser el número de espiras de una bobina de 20 cm de largo para que una corriente de 1 A produzca un campo magnético de 1miliTesla.
N= 159,15 espiras
Fórmula usada para hallar el campo magnético en una bobina Remplazamos los valores en la Fórmula anterior Despejamos “N” que es el número de espiras
3- Un satélite GPS transmite a dos frecuencias L1=1575.42 MHz y L2=1227.6 MHz. Cuáles son sus respectivas Longitudes de onda λ1 y λ2?
λ1 = 19 cmλ2 = 24,4 cm
Fórmula de frecuencia para hallar Remplazamos valores Despejamos
Fórmula de frecuencia para hallar Remplazamos valores Despejamos
4- Cuáles son el rango, frecuencia y longitud de onda en el espectro electromagnético de una radiación de 1 eV?
• Energía en J de un eV• Fórmula a usar• Despejamos Frecuencia• Reemplazamos valores
• Conociendo V podemos usar la fórmula• Despejamos • Remplazamos valores
• Pasamos de metros a AmstrongsSe encuentra en el
rango extremadamente alta de frecuencia
V=2,4*10^14 Hz λ =12500 Å
5-Una ráfaga de viento solar de electrones es detectada con una energía de 1 keV por el satélite ACE situado a 15 millones de km de la Tierra. Con qué velocidad llegan a la
Tierra y cuánto demoran las partículas en llegar a la Tierra?
• Fórmula a usar de Energía cinética• Despejamos velocidad• Remplazamos valores• • Pasamos de metros a km• Conocida la velocidad podemos usar la fórmula• Despejamos tiempo• Remplazamos valores
• Pasamos a minutosV= 18752,3 km/s T=13 min
6- Un detector de electrones registra una corriente de 1 pico Amperio (10 -12). Toda esta corriente la absorbe un capacitor. Cada 10 segundos cuántos electrones llegan al capacitor y cuánta carga se acumula en el mismo?.
• Entonces en 10 segundos habrán pasado • Entonces para hallar el # de electrones basta con
multiplicar C que lo sacamos de la corriente por #e que hay en un C:
Ne=160 millones Q= 10-11 C
7- Cuál es el Flujo de campo eléctrico, en Vm, producido por 8,9 pico Coulombios a través de una superficie cerrada?
• Usamos estequiometría• •
φE = 1
8- A qué es igual el Flujo de campo magnético, en Tm2, a través de una superficie cerrada?
• El flujo magnético a través de superficies cerradas es siempre cero:
• En una superficie cerrada entran tantas líneas como salen, dentro de la superficie no nacen ni mueren las líneas.
• Por este motivo las líneas del campo magnético son siempre curvas cerradas: no existen fuentes o sumideros como en el campo eléctrico ni se pueden separar los polos de un imán.
φB =
2- Cuál es la velocidad tangencial y la frecuencia de giro, en cps (ciclos por segundo), de un electrón en un átomo de hidrógeno?
• Fuerza centrípeta = Fuerza de atracción.• Usamos estequiometría
• • Para calcular la frecuencia tendremos que:• Calculamos la longitud del arco de la circunferencia del
átomo: V = F =
10- Un chorro de 1025 protones provenientes del Sol se dirigen hacía el Ecuador geográfico y entran demorándose 1 ms. Cuál es corriente, en A, que constituyen y qué
ocurre cuando interactúan con el campo magnético terrestre?
• Usamos estequiometria
I= La corriente será desviada alrededor del eje de la tierra debido al campo magnético de la tierra, haciendo que la corriente eléctrica no atraviese directamente a la tierra.
11- Cuál es la resistividad de un alambre de 10 cm de largo y 1 mm2 de sección transversal si por el fluye una corriente de 100 mA cuando se le aplica un voltaje de 5
Voltios.
• Para resolver este punto usamos la fórmula:
ρ=