Soluciones múltiple opción de examen 11-8-2009

Nombre:
C.I.:
Examen Física General II (Biociencias – Geociencias)
11/8/2009
1.
Una sirena fija a una pared emite un sonido periódico de longitud de onda 10cm. Si se acerca a la sirena un
automóvil que viaja a 130km/h, la diferencia de frecuencias ente la señal emitida y la que regresa a la sirena luego de
reflejarse en el automóvil será:
a) 44,6 Hz
b) 44,6 kHz
c) 80,7 Hz
d) 80,7 kHz
e) ninguna de las anteriores
2.
En física de partículas es necesario generar partículas con altas energías. Para ello hay diversos tipos de
aceleradores. Uno de ellos consta de un anillo hueco a través del cual las partículas describen trayectorias circulares con un
radio fijo. Dicho anillo está orientado con su eje paralelo a un campo magnético cuyo módulo puede variarse. Si cuando el
campo es B0 la partícula circula con energía Eo, el campo necesario para que la partícula circule con energía 400 Eo es:
a) B0
b) 7,37B0
c) 20 B0
d) 400 B0
e) 8000 B0
3.
Un capacitor de placas paralelas y aire como dieléctrico, se conecta a una batería que mantiene un voltaje de 12V
entre sus terminales. Si ahora se aumenta al triple la separación entre las placas (estando siempre conectado el capacitor a
la batería):
a) la energía almacenada en el capacitor se triplica.
b) la energía almacenada en el capacitor se reduce en un factor 3.
c) la energía almacenada en el capacitor se reduce en un factor 9.
d) la energía almacenada en el capacitor se mantiene constante.
e) ninguna de las anteriores.
4.
El sonido de una sirena tiene un nivel de intensidad de 40 dB cuando se lo mide a 5m de la misma. Se disponen
ocho de estas sirenas en hilera, cada una separada 10m de su vecina, emitiendo simultáneamente. ¿Qué nivel de intensidad
se escuchará en el punto medio de la hilera? (puede suponerse que no hay reflexión del sonido en ninguna superficie)
a)
b)
c)
d)
e)
240 dB
140 dB
105 dB
88 dB
44 dB
5.
Para el circuito mostrado en la figura, donde R1 = 5kΩ, R2 = 6kΩ, R3 = 3kΩ
y C = 60μF, indique el tiempo que demora el condensador en descargarse desde 2/3
a 1/3 de su carga inicial.
a) 11 ms
b) 522 ms
c) 47 ms
d) 291 ms
e) ninguno de los anteriores
R1
R2
C
6.
Sobre dos tubos fotoeléctricos incide luz de λ=4500Å. La longitud de onda umbral del primer tubo es de 6000 Å
y la función trabajo del segundo tubo es el doble que la del primero. ¿Cuanto vale el potencial de frenado en cada tubo?
VC1  0 V VC 2  0 V
b) VC1  2.76 V VC 2  0 V
c) VC1  0.69 V VC 2  0 V
d) VC1  2.07 V VC 2  4.14 V
e) VC1  0 V VC 2  1.38 V
a)
R3
7.
A los efectos de realizar un experimento se aceleran electrones que parten del reposo aplicándoles un campo
eléctrico de 110 V/m a lo largo de una trayectoria de 0,5 m.
a) ¿Cuál es la energía final de dichos electrones? ¿Cuánto vale su velocidad final?
b) ¿Cuál es la longitud de onda de esos electrones?
c) Esos electrones se hacen pasar por dos rendijas muy pequeñas separadas entre si por una distancia pequeña d.
Luego van a golpear en una pantalla que se encuentra a una distancia D mucho más grande que la separación
de las rendijas. ¿Cómo se distribuirán los impactos de los electrones en la pantalla? ¿Cómo depende dicha
distribución de la distancia d?
d) Si los electrones fueran lanzados de a uno por vez ¿cambiaría algo en la distribución de impactos en la
pantalla?
Justifique todas sus respuestas.
Nombre:
C.I.:
Masa del electrón=9,11 x 10-31 kg; e=1,602x10-19 C; Resistividad del cobre=1,7 x 10-8 Ω.m; Resistividad del
hierro=8,90x10-8Ωm; h=6,626x10-34 J.s; μo=4πx10-7 T.m/A; Velocidad del sonido en el aire=343 m/s; índice de
refracción del agua=1,33; c=3x108 m/s; k=8,99x109 Nm2/C2; g=9,8 m/s2; I0=10-12 W/m2; densidad del cobre=8,92
g/cm3; masa molar del cobre=63,5 g/mol; NA=6,02.1023
8.
El dispositivo de la figura pretende desviar en 90 o
un haz de electrones y a la vez cambiar su rapidez.
Para lograr esto debemos establecer dos campos
magnéticos salientes B1 y B2 en las zonas (1) y (2)
respectivamente, y un campo eléctrico E según el
eje y positivo en la zona (3) de ancho d.
Calcularemos dichos campos para que los electrones
del haz lanzados con rapidez v0 según el eje x
positivo desde el punto P (a distancia L1 de la zona
(1) y L2 de la zona (2)), vuelvan a pasar por P al
cabo de un tiempo, pero según el eje y negativo y
con la mitad de la rapidez original.
a) Explique cualitativamente como debe funcionar este dispositivo, y en particular:
- establezca el tipo de movimiento que experimenta el electrón en cada tramo de su recorrido desde que sale hasta que
regresa a P
- enuncie las leyes físicas que se aplican en cada tramo y deduzca dichos movimientos a partir de ellas
- especifique en qué tramos se logra el cambio de dirección del electrón y en qué otros el cambio de rapidez, justificando
su respuesta.
b) Determine B1 (en función de v0 y las distancias del problema) para el funcionamiento explicado en a).
c) Determine E (en función de v0 y las distancias del problema) para el funcionamiento explicado en a).
d) Determine B2 (en función de v0 y las distancias del problema) para el funcionamiento explicado en a).