Física II, Examen Parcial 3 Apellido Paterno ___________________ Apellido Materno ______________________ Nombre _____________________________________________________________ Número de cuenta _____________________________________________________ Grupo _____________________ Fecha _______________________ lugo51Examen parcial 3-1 Dos hojas de papel aluminio Tabla I. Mediciones resultantes del paso de la corriente eléctrica a tratienen una separación de 1.20 mm, una capacitancia de vés de un resistor . (los cuatro dígitos de la derecha de su número de cuenI [A] V [V] UI [A] UV [V] ta/10) pF y una diferencia de potencial entre las placas 0.0024 0.1240 0.0010 0.00206 de 13.0 V. (a) Calcule el área de cada placa. (b) La sepa0.0040 0.1980 0.0010 0.00210 ración dismunuye en 0.10 mm, manteniendo la carga 0.0063 0.3040 0.0010 0.00215 constante; encuentre la nueva capacitancia. (c) ¿En 0.0084 0.4020 0.0010 0.00220 cuánto cambia la diferencia de potencial? Explique 0.0106 0.5010 0.0010 0.00225 cómo puede emplear este principio para construir un 0.0125 0.5910 0.0010 0.00230 micrófono. 0.0146 0.6810 0.0010 0.00234 Examen parcial 3-2 En la figura 1 se utiliza una batería 0.0160 0.7470 0.0010 0.00237 que proporciona una diferencia de potencial de (los tres 0.0181 0.8450 0.0010 0.00242 dígitos de la derecha de su número de cuenta/19)V. (a) 0.0212 0.9870 0.0010 0.00249 Encuentre la carga en cada capacitor cuando se cierra el interruptor S1. (b) Luego, encuentre la carga en cada capacitor cuando también se cierra el interruptor S2. lo es el de una recta, tomando en cuenta las incertiConsidere que C1=1.0 mF, C2= 2.0 mF, C3= 3.0 mF y dumbres al usar el método de los cuadrados mínimos. (c) Contruya un gráfico de dispersión con los datos experimentales, sus incertidumbres y el modelo resultante del ajuste por cuadrados mínimos. Examen parcial 3-4 Una lámpara de 100 W se conecta a un enchufe de 120 V. (a) ¿Cuánto cuesta mantenerla encendida durante un mes? Suponga que el costo de la energía eléctrica cuesta (el primer dígito diferente de cero de su número de cuenta leído de derecha a izquierda) ¢/kW·h. (b) ¿Cuál es la resistencia de la lámpara? (c) ¿Cuál es la corriente eléctrica a través de la lámpara? Figura 1 C4= 4.0 mF. Examen parcial 3-3 Se hizo un experimento en el que se midieron la corriente y la diferencia de potencial a través de un resistor, R. Los resultados experimentales de las mediciones se muestran en la Tabla I. Las columnas están etiquetadas según se indica a continuación: I [A] es la corriente medida en Ampere y es la variable independiente; V [V] es la diferencia de potencial a través del resistor, medido en Volt, y es la variable dependiente; UI [A] es la incertidumbre asociada a cada medición de la corriente medida en Ampere y UV [V] es la incertidumbre asociada a la medición de la diferencia de potencial, medida en Volt. (a) Construya el gráfico de dispersión correspondiente, incluyendo las incertidumbres. (b) Determine el valor de la resistencia del resistor (incluyendo su incertidumbre) usando el método de los cuadrados mínimos y considerando que el mode- Toda respuesta deberá estar suficientemente bien documentada y justificada para que sea considerada como válida, a menos que la justificación o desarrollo se haya hecho en la clase. ____________________________ Nombre y firma del estudiante Física II, Examen Parcial 2 Apellido Paterno ___________________ Apellido Materno ______________________ Nombre _____________________________________________________________ Número de cuenta _____________________________________________________ Grupo _____________________ Fecha _______________________ Examen parcial 2-1 Las componentes del campo eléctrico en la figura 1 son Ex=bx1/2, Ey=Ez=0, con b=(los tres primeros dígitos de su número de cuenta, leído de derecha a izquierda) N/C×m1/2. Calcule (a) el flujo FE a través del cubo y (b) la carga que se encuentra confinada en el cubo. Suponga que a=(los dos dígitos de la dere- Figura 1 cha de su número de cuenta) cm. Examen parcial 2-2 Una esfera pequeña de masa m=1.12 mg porta una carga q=(los tres dígitos de la derecha de su número de cuenta divididos entre 10) nC (1 nC = 10-9 C). La esfera cuelga en el campo gravitacional de la Tierra por medio de una cuerda de seda que forma un ángulo q=30.0° con una hoja no conductora y uniformemente cargada como se mues- Figura 2 tra en la figura 2. Calcule la densidad superficial de carga, s, supuesta uniforme, en la hoja. Examen parcial 2-3 En el rectángulo que se observa en la figura 3 , los lados tienen 5.0 y (los dos dígitos de la derecha de su número de cuenta) cm, q1=-5.0 mC y Figura 3 q2=+2.0 mC. (a) Cuáles son los potenciales eléctricos en las esquinas A y B? (b) ¿Cuánto trabajo externo se requiere para llevar una tercera carga q3=+(el primer dígito diferente de cero de su número de cuenta, contando de derecha a izquierda) mC de B a A a lo largo de una diagonal del rectángulo? (c) En este proceso, ¿el trabajo externo se convierte o no en energía potencial electrostática? Explique. Examen parcial 2-4 En una de las sesiones se trazó la gráfica del potencial a lo largo del eje de simetría de un disco con carga. La densidad de carga, s, tiene una magnitud igual a 2e0. El potencial a lo largo del eje de si- metría se calcula de acuerdo con V( x) = s 2e 0 [ ] R2 + x 2 - x donde R=(los dos primeros dígitos de su número de cuenta diferentes de cero, leídos de derecha a izquierda, en centímetros) es el radio del disco no conductor y -3 cm £ x £ 3 cm. Trace la gráfica correcta de V(x) vs. x, en el intervalo indicado. Recuerde que la gráfica obtenida en clase, ver la figura 4, aunque matemáticamente es correcta, no es físicamente aceptable, ¿por qué? Figura 4 La gráfica no es físicamente aceptable Toda respuesta deberá estar suficientemente bien documentada y justificada para que sea considerada como válida. ____________________________ Nombre y firma del estudiante