IFI-100 DESCUBRIENDO LA FÍSICA Preguntas. Capítulo 10 How

IFI-100 DESCUBRIENDO LA FÍSICA
Preguntas. Capítulo 10
How Things Work 3ª Edición.
Louis Bloomfield.
Traducción: Jaime Vélez Pardoi
PREGUTAS.
1. Si dos objetos se repelen, se sabe que tienen el mismo tipo de carga eléctrica. ¿Cómo se podría determinar si tienen
carga positiva o negativa?
2. Se tiene un juguete eléctricamente neutro que se puede dividir en dos piezas. Al dividirlo notamos que al menos una
de las piezas tiene carga eléctrica. Entonces: ¿Las dos piezas se atraén? ¿Se repelen? O no se atraén ni se repelen.
3. Suponga que se tiene una varilla cargada eléctricamente. Si se divide en dos mitades, cada una tendrá la mitad de la
carga inicial, si a su vez dividimos en dos mitades cada varilla tendremos cuatro varillas cada una de las cuales tiene la
cuarta parte de la carga inicial. ¿Podemos seguir realizando éste proceso de dividir las varillas infinitamente obteniendo
la mitad de la carga en cada una de las nuevas varillas? Si no: ¿Por qué no?
4. Una bola de boliche contiene una inmensa cantidad de partículas cargadas. ¿Por qué no observamos normalmente
fuerzas electrostáticas entre dos bolas de boliche?
5. En ambientes industriales es frecuente recubrir objetos metálicos eléctricamente neutros con partículas de pintura o
polvo cargadas eléctricamente. ¿De qué forma poner carga a estas partículas las ayuda a adherirse a la superficie del
metal?
6. A las partículas de polvo o pintura de las que trata la pregunta 5 se les da la misma carga eléctrica a cada una. ¿Por
qué esta forma de cargarlas asegura que la capa de pintura o polvo aplicada sea muy uniforme?
7. Si las fuerzas entre cargas eléctricas no disminuyeran con la distancia, un globo cargado eléctricamente no se
adheriría a una pared eléctricamente neutra. ¿Por qué?
8. Un generador de iones elimina el humo del aire cargando eléctricamente las partículas de humo. ¿Por qué motivo
esas partículas de humo se pegan de las paredes y los muebles?
9. Después de extraer dos pedazos de cinta pegante de un dispensador, los pedazos se repelen. Explique La repulsión.
10. Después de retirar una calcomanía del papel a su respaldo, los dos se atraen. Explique la atracción.
11. Usted sostiene dos globos cargados opuestamente en cada una de sus manos. Compare sus voltajes.
12. Usted comienza a separa los dos globos del ejercicio anterior. Usted realiza trabajo sobre los globos, de tal forma
que su energía suya de usted disminuye. ¿Adonde va esta energía?
13. ¿Cuando se separan los globos del ejercicio 12 cambian sus voltajes? Si lo hacen: ¿Cómo?
14. Una batería de automóvil provee 12 V. Compare la energía potencial electrostática de una carga positiva en el
terminal negativo de la batería con la energía potencial electrostática de la misma carga en el terminal positivo de la
batería.
15. Cuando los electricistas trabajan con equipos sensibles a la electricidad estática, tratan de hacer un ambiente tan
conductor como sea posible. ¿Por qué este ambiente conductor disminuye la amenaza de la electricidad estática?
16. Los tratamientos antiestáticos para telas convierten las telas en ligeramente conductoras. ¿Cómo ayuda este
tratamiento a disminuir la electricidad estática?
17. Colocar una mano sobre un generador electrostático (e.g., un generador van de Graff) puede hacernos parar el pelo,
pero sólo si estamos parados en un buen aislante eléctrico. ¿Por qué es importante este aislante?
18. En el ejercicio 17: Haber usado un acondicionador de cabello recientemente ayuda a parar el pelo. ¿Por qué?
19. El campo eléctrico alrededor de un peine cargado disminuye con la distancia al peine. Use la ley de Coulomb para
explicar la disminución de la magnitud del campo.
20. ¿En qué sentido apunta el campo eléctrico alrededor del terminal positivo de una pila alcalina?
21. ¿Cuál de las dos tiene un campo eléctrico mayor entre sus dos terminales: Una pila AA de 1.5 V ó una pila
cuadrada de 9V? Explique.
22. Se tienen 100 pilas AA. ¿Cómo deben configurarse para lograr el mayor campo eléctrico? Explique.
23. Parecería peligroso estar en un automóvil durante una tormenta eléctrica, pero realmente es bastante seguro.
Debido a que el auto es esencialmente una caja metálica, la parte interna del carro es eléctricamente neutra. ¿Por qué
motivo cualquier carga en el carro se moverá por su superficie exterior?
24. Los experimentos electromagnéticos delicados, frecuentemente se realizan en habitaciones con paredes
conductoras. ¿Por qué esta envoltura conductora minimiza los campos eléctricos externos?
25. Cuando una nube cargada positivamente pasa sobre nosotros durante una tormenta: ¿En qué dirección apunta el
campo eléctrico?
26. La nube del ejercicio 25 atrae una gran cantidad de carga negativa a la punta de un árbol solitario en la mitad de un
jardín amplio. ¿Por qué motivo la magnitud del campo magnético es mayor alrededor de la punta del árbol que en
cualquier otro sitio del jardín?
27. Las descargas corona pueden ocurrir dondequiera que haya un campo eléctrico muy fuerte. ¿Por qué hay un campo
eléctrico muy fuerte alrededor de una punta aguda en un objeto metálico cargado?
28. Para minimizar las descargas corona, las torres que portan cables de alto voltaje, tienen recubiertos los conectores y
otras características puntudas con anillos o conchas metálicas que se curvan suavemente. ¿Cómo sirven estas
superficies de curvas suaves para prevenir las descargas corona?
29. Si en algún momento usted está parado en la cima de una montaña y cuando pasa una nube negra sobre usted se le
para el pelo, bájese rápido de la montaña. ¿Cómo adquirió usted la carga eléctrica que le hizo parar el pelo?
30. La fuente de energía de una cerca eléctrica bombea carga de la Tierra al cable de la cerca, que está aislado de la
Tierra. La Tierra puede conducir electricidad. Cuando un animal toca la cerca, recibe un corrientazo. Identifique el
circuito por el que fluye la corriente.
31. Un pájaro puede pararse en un cable de alto voltaje sin electrocutarse. ¿Por qué no fluye electricidad a través del
pájaro?
32. Las dos terminales de un enchufe están diseñados para llevar/traer corriente a/desde una lámpara. Si se conecta un
sólo terminal al tomacorriente la lámpara no iluminará. ¿Por qué no brilla con la mitad de la intensidad por lo menos?
33. El desempañador de un automóvil es un patrón de cintas metálicas delgadas situadas sobre el vidrio trasero. Al
encender el desempañador, fluye corriente eléctrica a través de estas cintas metálicas. ¿Por qué hay dos cables
conectados a estas cintas?
34. Si se introduce sólo la puntica de un enchufe de audífonos a la toma de audífonos de un I-Pod: ¿Qué volumen
producirán los audífonos?
35. Si se transfiere carga (positiva) al terminal negativo de una batería, una fracción de esta carga será trasladada
rápidamente al terminal positivo de la batería. ¿Habrá cambiado la cantidad de energía potencial química, y si es así,
habrá aumentado o disminuido?
36. Si se transfiere carga positiva al terminal positivo de una batería, una fracción de esa carga será trasladada
rápidamente al terminal negativo de la batería. ¿Habrá cambiado la cantidad de energía potencial química, y si es así,
habrá aumentado o disminuido?
37. Cuando se conecta un aparato eléctrico portátil al tomacorriente del encendedor de un automóvil, la corriente
fluye del pin central en el tomacorriente al aparato y retorna al auto por el anillo exterior del tomacorriente: ¿Cuál de
los dos contactos de la toma tiene mayor voltaje?
38. Cuando está fluyendo corriente por el desempañador de un automóvil (ejercicio 33), el voltaje a cada lado de las
cintas metálicas es diferente. ¿Qué extremo de las cintas tiene mayor voltaje: El extremo por donde entra la corriente o
el extremo por donde sale? Y: ¿Qué causa la caída de voltaje?
39. Se nos entrega una caja sellada con dos terminales. Usamos algunos cables y baterías para enviar una corriente
eléctrica al terminal izquierdo de la caja y encontramos que ésta corriente sale por el terminal derecho. Si el voltaje del
terminal derecho es 6 V mayor que el voltaje del terminal izquierdo: ¿La caja consume energía, o la provee?
¿Contendrá baterías o bombillos? ¿Cómo saberlo?
40. Una manera efectiva pero un poco incómoda de determinar cuanta energía queda en una pila de 9 V es tocar ambos
terminales con la lengua. Si la batería está casi descargada uno sentirá un leve cosquilleo en la lengua, pero si la pila
está bien cargada el corrientazo es un poco más severo. (¡No hagas el experimento!) ¿Qué circuito está usándose en
este experimento? ¿Cómo y a donde se transfiere energía?
41. La soldadura de punto se usa para fundir dos hojas de metal en un punto. Dos electrodos de cobre comprimen las
hojas metálicas en un punto. Se deja pasar una gran corriente por ese punto de tal forma que el metal se funde logrando
un punto de soldadura al enfriarse el material. ¿Por qué motivo este método funciona sólo con metales que son poco
conductores de la electricidad, como el acero inoxidable, pero no con excelentes conductores como el cobre?
42. ¿Por qué es importante que la resistencia eléctrica del filamento de un bombillo sea mucho mayor que la resistencia
eléctrica de los cables que conducen la corriente a/desde el filamento?
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Traducción autorizada por el Dr. L Bloomfield. Solo para uso en la Universidad de Antioquia