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• Nadin Villarroel Trollano

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Universidad Tecnol´ogica Nacional Facultad Regional San Rafael Nombre: .......................................

TEMA:1 2018 - Parcial 2 F´ısica II - Ing. Electromec´anica

1. P Se envi´o una corriente a trav´es de un resorte helicoidal. El resorte se contrajo, como si hubiera sido comprimido. ¿Por qu´e? 5p 2. P. La fuerza magn´etica que act´ ua sobre una part´ıcula cargada nunca hace trabajo porque en cada instante la fuerza es perpendicular a la velocidad. El par de torsi´on ejercido por un campo magn´etico puede hacer trabajo sobre una espira de corriente cuando la espira gira. Explique c´omo se concilian estos enunciados contradictorios en apariencia. 5p 3. P. ¿Por qu´e debe esperarse que la permeabilidad de un material paramagn´etico disminuya al aumentar la temperatura? 5p 4. P. Un anillo met´alico est´a orientado con el plano de su a´rea perpendicular a un campo magn´etico espacialmente uniforme que se incrementa a una tasa estable. Si el radio del anillo se duplica, ¿en qu´e factor cambian a) la fem inducida en el anillo y b) el campo el´ectrico inducido en el anillo? 5p 5. P. En un circuito de ca, ¿por qu´e valen cero la potencia media para un inductor y un capacitor, pero no para un resistor?. 5p 6. Un inductor est´a conectado a las terminales de una bater´ıa que tiene una fem de 24.0V y resistencia interna insignificante. La corriente es de 4.86mA a 0.725ms despu´es de completar la conexi´on. Transcurrido un tiempo largo, la corriente es de 6.45mA. ¿Cu´ales son a) la resistencia R del inductor y b) la inductancia L del inductor? (25p) 7. El alambre largo y recto que se muestra en las figuras (1b) y (1c) conduce una corriente constante I. Una barra met´alica con longitud L se mueve a velocidad ~v constante como se indica en la figura. El punto a est´a a una distancia d del alambre. a) Calcule la fem inducida en la barra. b) ¿Cu´al punto, a o b, est´a a mayor potencial? c) Si se remplaza la barra por una espira rectangular de alambre de resistencia R (figura (1b)), ¿cu´al ser´ıa la magnitud de la corriente inducida en la espira? (25p) 8. Dado el circuito de CA de la figura (1a) y siendo el vmax = 125V , ω = 25, L1 = 100H, L2 = 200H, L3 = 20H, L4 = 250H, R1 = 3000Ω, R2 = 1500Ω, R3 = 400Ω, R4 = 300Ω, C1 = 3mF , C2 = 5mF y C3 = 20µF Halle la ZT y expr´esela como complejo (par ordenado, trigonom´etrica y exponencial). Dibuje en diagrama fasorial, ZT , i(t), v(t) y en otro Papar , Preact , Preal . Halle la potencia p(t), Prms ,Imax y Irms . (25p)

(a)

(b)

Figura 1: Tema 1

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(c)

Universidad Tecnol´ogica Nacional Facultad Regional San Rafael Nombre: .......................................

TEMA:2 2018 - Parcial 2 F´ısica II - Ing. Electromec´anica

1. P. Explique por qu´e es razonable que el campo de un solenoide toroidal est´e confinado por completo en su interior, mientras que un solenoide recto debe tener cierto campo en el exterior. 5p 2. P. Se coloca una l´amina de cobre entre los polos de un electroim´an con el campo magn´etico perpendicular a la l´amina. Cuando se tira de la l´amina hacia fuera, se requiere una fuerza considerable, la cual aumenta con la rapidez. Explique este fen´omeno. 5p 3. P. El flujo de part´ıculas con carga emitidas por el Sol durante los periodos de actividad solar genera una perturbaci´on en el campo magn´etico de la Tierra. ¿C´omo ocurre esto?.5p 4. P. La fuerza magn´etica sobre una part´ıcula cargada en movimiento siempre es perpen~ ¿La trayectoria de una part´ıcula cargada en movimiento dicular al campo magn´etico B siempre es perpendicular a las l´ıneas de campo magn´etico? Explique su razonamiento.5p 5. P. Las l´amparas fluorescentes utilizan con frecuencia un inductor, llamado bobina de inductancia, para limitar la corriente entre los tubos. ¿Por qu´e es mejor usar un inductor en vez de un resistor para tal prop´osito? 5p 6. Una espira cuadrada de alambre con arista L y resistencia R se mueve con rapidez constante ~v a trav´es de un campo magn´etico uniforme confinado a una regi´on cuadrada cuyos lados miden el doble de longitud que los de la espira cuadrada (figura (2b)). a) Elabore una gr´afica de la fuerza externa F necesaria para mover la espira con rapidez constante como funci´on de la coordenada x, de x = −2L a x = +2L. (x es la posici´on del centro de la espira). (25p) 7. La h´elice de un avi´on con longitud total L gira alrededor de su centro con rapidez angular ω en un campo magn´etico perpendicular al plano de rotaci´on. Modele la h´elice como una barra delgada y uniforme, y determine la diferencia de potencial entre a) el centro y cualquiera de los extremos de la h´elice, y b) los dos extremos. c) Si el campo es el de la Tierra (BT = 0.50G), y la h´elice gira a 220rpm y tienen un largo l = 2.0m , ¿cu´al es la diferencia de potencial entre el punto medio y cada extremo? ¿Es suficientemente grande como para preocuparse? (25p) 8. Dado el circuito de CA de la figura (1a) y siendo el vmax = 125V , ω = 25, L1 = 100H, L2 = 200H, L3 = 20H, L4 = 250H, R1 = 3000Ω, R2 = 1500Ω, R3 = 400Ω, R4 = 300Ω, C1 = 3mF , C2 = 5mF y C3 = 20µF Halle la ZT y expr´esela como complejo (par ordenado, trigonom´etrica y exponencial). Dibuje en diagrama fasorial, ZT , i(t), v(t) y en otro Papar , Preact , Preal . Halle la potencia p(t), Prms ,Imax y Irms .(25p)

(a)

(b)

Figura 2: Tema 2

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