G4N06VIVIANPARCIAL 1

UN
1.
Universidad Nacional de Colombia
Departamento de Física
Fundamentos de Electricidad y Magnetismo
1P V1Parcial TALLER-Solucionar en CasaNombre:
Vivian Castellanos Velez
G 4 N06
Código:
245324
En un cuadrado de 10 Å de lado se encuentran dos protones en los vértices inferiores y dos electrones en los vértices superiores.
Calcule el campo eléctrico en el centro del cuadrado.
E= 2.09
ℎ2 = 1.4 ∗ 10−9 𝑚 = 10𝐴º2 + 10𝐴º2
𝑀𝑎𝑔𝑛𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑐𝑎𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑖𝑐𝑜 =
𝐾𝑞
(1.4∗10−9 𝑚)2
= 1.027
Resulta un campo de 2.05 en cada coordenada, lo que genera un campo resultante de : 2.09
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.
𝐵=
𝜇∗𝑁∗𝐼
𝐿
𝑑𝑒𝑠𝑝𝑒𝑗𝑎𝑛𝑑𝑜 𝑁 =
𝐵∗𝐿
𝜇∗𝐼
=
(0.001𝑇)(0.2)
4𝜋10−7
= 159.1
:
N= 159.1
3.
Un satélite GPS transmite a dos frecuencias L1=1575.42 MHz y L2=1227.60 MHz. Cuáles son sus respectivas Longitudes de onda λ1
yλ2?
λ1 = 0.19m
𝟖 𝒎/𝒔
𝟖
λ2 =0.24m
𝟑𝒙𝟏𝟎
𝟑𝒙𝟏𝟎 𝒎/𝒔
Λ =𝟏𝟓𝟕𝟓.𝟒𝟐𝒙𝟏𝟎𝟔 𝑯𝒛 = 0.19m
4.
Λ =𝟏𝟐𝟐𝟕.𝟔𝟎𝒙𝟏𝟎𝟔 𝑯𝒛 = 𝟎. 𝟐𝟒𝒎
Cuáles son el rango, frecuencia y longitud de onda en el espectro electromagnético de una radiación de 10 eV?
1eV= 1.6𝑥10−19 𝐽 ; 10 eV= 1.6𝑥10−18 𝐽
𝐸 = 6.6𝑥10−34 ∗ 𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎
1.6𝑥10−18 𝐽
6.6𝑥10−34
3𝑥108 𝑚
𝑠
= FRECUENCIA = 2.42𝑥1015 𝐻𝑧
2.42𝑥1015 𝐻𝑧
= longitud de onda = 1.23𝑥10−7 𝑚
Se encuentra en el rango del ultravioleta
ultravioleta
V=
2.42𝒙𝟏𝟎𝟏𝟓 𝑯𝒛
λ =1.23𝒙𝟏𝟎−𝟕 𝒎
5.
Una ráfaga de viento solar de protones es detectada con una energía de 1keV por el satélite ACE situado a 15 millones de km de la
Tierra. Con quévelocidad llegan a la Tierra y cuánto demoran las partículas en llegar a la Tierra?
V=
6.
km/s
horas
Un detector de protones registra una corriente de 1 pico Amperio (10 ). Toda esta corriente la absorbe un capacitor.
Cada 10 segundos cuántos protones llegan al capacitor y cuánta carga se acumula en el mismo?.
Corriente*tiempo =Carga = 1𝑥10−12 𝐴*10 = 1𝑥10−11 𝐶
Numero de protones=
1𝑥10−11
1,6𝑥10−19
= 62,5 millones de protones.
Np= 62.5millones
7.
T=
-12
Q= 1𝑥10−11 C
Cuál es el Flujo de campo eléctrico, en Vm,producido por 8,9 pico Coulombios a través de una superficie cerrada?
𝑞𝑒𝑛𝑐
(8,9𝑥10−12 𝐶)
1𝑁 2
𝛷𝐸 =
=
=
𝑚 = 1𝑉𝑚
𝜀0
(8,9𝑥10−12 𝐶 2 /𝑁𝑚2 )
𝐶
φE= 1 Vm
8.
A qué es igual el Flujo de campo magnético, en Tm2, a través de una superficie cerrada?
El flujo magnético a través de una superficie cerrada es cero: ∮ 𝐵𝑑𝑠 = 0
φB = 0 Tm2
9.
Cuál es la velocidad tangencial y la frecuencia de giro, en cps (ciclos por segundo), de un electrón en un átomo de hidrógeno?
F=m*a
V= 2.24𝑥106 𝑚/𝑠
F=7,15𝑥1015 𝑐𝑝𝑠
2
𝑞𝑞 (1.6𝑥10−19 )(8,99𝑥109 𝑁𝑚2 /𝐶 2 )
𝐹=𝑘 2 =
= 9,2𝑥10−8 𝑁/𝐶
(5𝑥10−11 𝑚2 )¨¨2
𝑟
𝐹𝑟
= 𝑣2 =
𝑚
9,2𝑥10−8 𝑁
∗ 5𝑥10−11 𝑚2
𝐶
9,11 × 10 − 31
2.24𝑥106 𝑚/𝑠
𝑣
( )
𝑟
(
5𝑥10−11 𝑚2
= 2.24𝑥106 𝑚/𝑠
)
= 7,15𝑥1015 𝑐𝑝𝑠
2𝜋
2𝜋
Un chorro de 1025 electrones 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?
= 𝑓𝑟𝑒𝑐𝑢𝑒𝑛𝑐𝑖𝑎 =
𝐶𝑜𝑟𝑟𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 =
𝐶𝑎𝑟𝑔𝑎
(1.6𝑥10−19 )1025
=
= 1,6𝑥109 𝐴
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜
0.001𝑠
I=1,6𝑥109 𝐴
Las partículas que llegan a la tierra con cierta velocidad experimentan
una fuerza causada por el campo magnetico terreste lo que las desvia en
una dirección que es tanto perpendicular al campo como a la velocidad,
como la carga es negativa, esto es hacia el occidente.
10. Cuál es la resistividad de un alambre de 10 cm de largo y 1 mm 2 de sección transversal si por el fluye una corriente de 10mA
cuando se le aplica un voltaje de 5Voltios.
𝑅=
𝑉
𝐼
=
(5𝑉)
(10𝑥10−3 𝐴)
= 500 𝛺
resistividad = 𝜌 =
𝑅𝐴
𝑙
=
(500𝛺)(1,0𝑥10−6 𝑚2 )
(0,10𝑚)
= 5,0𝑥10−3 𝛺𝑚
ρ= 5,0𝑥10−3 𝛺𝑚
Puntos 1
Nota/5 0,3
2
0,6
3
0,8
4
1,1
5
1,4
6
1,7
7
1,9
8
2,2
9
2,5
10
2,8
11
3,1
12
3,3
13
3,6
14
3,9
15
4,2
Incluir el soporte en los espacios asignados. Presentar sus respuestas con un solo decimal.
16
4,4
17
4,7
18
5,0