Soluciones múltiple opción del examen 5-3-2008

Nombre:
C.I.:
Examen Física General II (Biociencias – Geociencias)
5/3/2008
Masa del electrón=9,11 x 10-31 kg; e=1,602x10-19 C; Resistividad del cobre=1,7 x 10-8 Ω.m; h=6,626x10-34 J.s;
μo=4πx10-7 T.m/A; Velocidad del sonido en el aire=343 m/s
1.
Un murciélago en reposo emite un pulso de ultrasonido a una frecuencia de 30 kHz con la intención de detectar
un objeto mediante el rebote del ulrasonido contra el mismo. El eco de dicho sonido vuelve al murciélago 0,25 s después.
El eco es más agudo que el sonido original. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta?
a) El objeto está a unos 86 m del murciélago y acercándose a él.
b) El objeto está a unos 43 m del murciélago y acercándose a él.
c) El objeto está a unos 86 m del murciélago y alejándose de él.
d) El objeto está a unos 86 m del murciélago y en reposo.
e) El objeto está a unos 43 m del murciélago y alejándose de él.
2.
La separación entre dos rendijas es de 4,010-5m. Cuando las rendijas se iluminan con cierta luz monocromática,
la separación entre dos máximos adyacentes cercanos al máximo central, sobre una pantalla alejada 2m, es de 1,5 cm. La
longitud de onda de la luz utilizada es:
a) 380 nm
b) 470nm
c) 300nm
d) 500nm e) 620nm
3.
Un cilindro cerrado de largo L = 0.5 m y área de la base A = 0.01 m2, que no contiene cargas eléctricas está
colocado de modo que su eje coincide con un eje Oz. La coordenada z se mide desde la base izquierda del cilindro. En la
región existe un campo eléctrico con dos componentes: una según el eje Oz que varía con z
según Ez ( z )  (1  5z) V / m y otra perpendicular desconocida E p . El flujo de la componente E p a través de la
superficie lateral S del cilindro es:
S  0.5Vm
2
b) S  2.510 Vm
2
c) S  2.510 Vm
d) S  0 Vm
e) S  0.5Vm
L
a)
Ep
A
Ez
z
4. Sea S una superficie gaussiana y n el versor normal a la superficie en cada punto. Si el flujo del campo eléctrico en S es
igual a cero, determine cuales de las siguientes afirmaciones son correctas:
i) El producto escalar entre el campo eléctrico y n es necesariamente cero en todo
punto de S.
ii) Necesariamente no hay ninguna partícula con carga eléctrica dentro de la
superficie S.
iii) El potencial eléctrico es necesariamente el mismo para todo punto de la superficie
S.
a) sólo ii)
c) sólo iii)
c) ninguna
d) sólo ii) y iii)
e) sólo i) y ii)
5.
Se disponen tres alambres A, B y C como en la figura, conduciendo
corrientes de 15 A con los sentidos indicados. A y B son infinitos, mientras que C
tiene 2000m de largo. Entonces la fuerza que los alambres A y B ejercen sobre C es:
A
3m
-3
a) 7,5 x 10 N
b) 2, 1 N
c) 35 N
d) 133 N
e) 0,03 N
3m
C
3m
B
6.
Sobre un disco de cobre de 5 cm de radio se hace incidir
perpendicularmente un haz de luz ultravioleta de 200 nm de longitud de onda con intensidad I = 50 W/m 2 durante medio
segundo. Si la función trabajo del cobre es Φ = 4,70 eV, ¿qué carga aparecerá en el disco debido al efecto fotoeléctrico?
a) Q = -31,6 x 10-3 C
b) Q = 31,6 x 10-3 C
c) Q = -7,9 x 102 C
d) Q = 7,9 x 102 C
e) no aparece carga porque la energía de los fotones es inferior a Φ
7.
Una persona se sumerge mientras nada en una piscina con agua muy clara, mientras lo hace intenta mirar hacia
fuera del agua y nota que puede ver el fondo de la piscina reflejado en la interfase entre el agua y el aire.
a) Dibuje un esquema de la situación y explique a qué se debe este fenómeno.
b) La misma persona nota que cuando la dirección en que mira forma un ángulo grande con la vertical no puede ver
nada que esté fuera del agua (sólo ve el fondo reflejado). Dibuje un esquema de la situación y explique a qué se
debe este fenómeno. Calcule el mínimo ángulo de la línea de visión con la vertical que impide ver hacia fuera del
agua.
c) Al salir del agua y sentir el Sol la persona recuerda que parte de las radiaciones ultravioletas son absorbidas por el
ozono en las capas superiores de la atmósfera. La molécula de ozono (O 3) se descompone en una molécula de
oxígeno (O2) y un átomo de oxígeno (O) al incidir sobre ella luz ultravioleta con longitud de onda menor a 290
nm. ¿Puede estimar aproximadamente la energía del enlace que une al átomo de oxígeno con la molécula de
oxígeno para formar el ozono?
d) Si una molécula de O3 es golpeada por un fotón ultavioleta de 200 nm de longitud de onda que logra disociarla
¿qué se puede afirmar sobre la energía final del sistema formado por la molécula y el átomo?
Nombre:
C.I.:
8.
a) Durante el trabajo con un amperímetro muy sensible, un experimentador sentado en una silla junto a una mesa, observó
un fenómeno curioso. El amperímetro A estaba fijo en la mesa y con un extremo conectado a tierra y el otro extremo
desconectado. Al levantarse de la silla y tocar el borde desconectado de A con la mano, el experimentador observó un
movimiento considerable de la aguja del amperímetro. Si el investigador tocaba al extremo libre de A sentado en la silla,
tal desplazamiento no se observaba. La aguja del amperímetro tampoco se desplazaba cuando el hombre lo tocaba estando
parado pero sin haberse sentado antes en la silla. Cómo pueden explicarse estos fenómenos?
b) ¿Se podría cargar un condensador con este efecto? Indicar la forma de hacerlo.
c) Dos condensadores de placas paralelas de capacidad inicial C tienen la misma carga Q. A uno de ellos,
mediante un agente externo, se le hace aumentar la distancia entre las placas hasta el doble de su valor inicial. Al
otro condensador, en cambio, se le reduce la distancia entre placas a la mitad de su valor inicial. Podría
determinar el trabajo mínimo que realizó el agente externo para realizar estos cambios?
d) Ambos condensadores se conectan en serie, y los extremos libres de los condensadores se conectan a los
extremos de una resistencia de valor R. Determinar el tiempo necesario para que la carga contenida en uno de los
condensadores decaiga a 1/e de su valor inicial.