• Author / Uploaded
• FabianNiño

Citation preview

ESCUELA DE INGENIEROS MILITARES TALLER No. 1 – CORTE 2 FISICA 2 Ing. GERMAN ANIBAL MÉNDEZ MERCHAN

PRESENTADO POR: Nelson Jair Villegas Molano Cód. 0120141010 Diomes Fernando Londoño Cód. 0120152060 Cesar Augusto Moreno C. Cód. 0120121024 Luis Fabián Niño Supanteve Cód. 0120152073 Edgar Camilo Forero Gacharna Cód. 0120132053

CORTE 2

TALLER No. 2 PARTE A: PARTE CONCEPTUAL P23.1. Un estudiante preguntó: “Como el potencial eléctrico siempre es proporcional a la energía potencial, ¿por qué molestarse con el concepto de potencial?” ¿Qué respondería usted?

P23.4. Como el potencial puede tener cualquier valor que se desee en función de la elección del nivel de referencia de potencial cero, ¿cómo “sabe” un voltímetro qué lectura hacer cuando se conecta entre dos puntos?

P23.8. La diferencia de potencial entre dos terminales de una batería AA (de las que se usan en las linternas y los estéreos portátiles) es de 1.5 V. Si se colocan

CORTE 2

dos baterías AA extremo con extremo con la terminal positiva de una batería en contacto con la terminal negativa de la otra, ¿cuál es la diferencia de potencial entre las terminales en los extremos expuestos de la combinación? ¿Qué pasa si las dos terminales positivas se tocan entre sí? Explique su razonamiento.

P25.1. La definición de resistividad (r 5 E>J) implica que existe un campo eléctrico dentro de un conductor. Pero en el capítulo 21 se vio que en el interior de un conductor no puede haber ningún campo eléctrico. ¿Hay alguna contradicción en esto? Dé una explicación.

P25.23. Las fuentes de energía de alto voltaje en ocasiones se diseñan con la intención de que tengan una resistencia interna elevada, como medida de seguridad. ¿Por qué es más seguro una fuente de energía con una gran resistencia interna que una con el mismo voltaje, pero con menos resistencia interna?

CORTE 2

PARTE NUMÉRICA- CONCEPTUAL 23.1. Una carga puntual q1 =+2.40 µC se mantiene estacionaria en el origen. Una segunda carga puntual q2=-4.30 µC se mueve del punto x = 0.150 m, y = 0, al punto x = 0.250 m, y = 0.250 m. ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza eléctrica sobre q2?

CORTE 2

23.7. Una carga puntual Q =+4.60 µC se mantiene fija en el origen. Una segunda carga q=+1.20 µC con masa de 2.80 X 𝟏𝟎−𝟒 kg se coloca en el eje x, a 0.250 m del origen. a) ¿Cuál es la energía potencial eléctrica U del par de cargas? (Considere U igual a cero cuando las cargas tengan separación infinita.) b) La segunda carga puntual se libera del reposo. ¿Cuál es su rapidez cuando su distancia al origen es i) 0.500 m; ii) 5.00 m; iii) 50.0 m?

CORTE 2

25.4. Un alambre de calibre 18 (diámetro de 1.02 mm) transporta una corriente con densidad de 1.50x𝟏𝟎𝟔 A/𝒎𝟐 . Calcule a) la corriente en el alambre y b) la velocidad de deriva de los electrones en el alambre.

25.5. El cobre tiene 8.5x 𝟏𝟎𝟐𝟖 electrones libres por metro cúbico. Un alambre de cobre de calibre 12, equivalente a 2.05 mm de diámetro, y longitud de 71.0 cm, conduce 4.85 A de corriente. a) ¿Cuánto tiempo se requiere para que un electrón recorra la longitud del alambre? b) Repita el inciso a) para un alambre de cobre de calibre 6 (diámetro, 4.12 mm) de la misma longitud y que conduce la misma corriente. c) En general, ¿cómo afecta a la velocidad de deriva de los electrones del alambre el cambio del diámetro de un alambre que transporta una cantidad dada de corriente?

CORTE 2

25.36. El circuito que se ilustra en la figura 25.37 incluye dos baterías, cada una con fem y resistencia interna, y dos resistores. Determine a) la corriente en el circuito (magnitud y dirección); b) el voltaje terminal Vab de la batería de 16.0 V; c) la diferencia de potencial Vac del punto a con respecto al punto c. d) Con base en la figura 25.21 como modelo, elabore la gráfica de los aumentos y las caídas del potencial en este circuito. Figura25.37

CORTE 2

PARTE CONCEPTUAL

PARTE B

P25.12. ¿Cuál de las gráficas que aparecen en la figura 25.29 ilustra mejor la corriente I en un resistor real como función de la diferencia de potencial V a través suyo? Explique. Figura 25.29

CORTE 2

P25.15. En un circuito se colocan un amperímetro ideal A, una batería y una bombilla, como se ilustra en la figura 25.31a, y se anota la lectura del amperímetro. Después, el circuito se vuelve a conectar como en la figura 23.31b, de manera que las posiciones del amperímetro y la bombilla se invierten. a) ¿Cómo se compara la lectura del amperímetro en la situación que se ilustra en la figura 25.31a con la de la figura 25.31b? Explique su razonamiento. b) ¿En qué situación brilla más la bombilla? Explique su razonamiento. Figura 25.31 Pregunta P25.15.

CORTE 2

P25.16. (Véase la pregunta para análisis P25.14.) ¿Brillará más una bombilla cuando se conecta a una batería como se ilustra en la figura 25.32a, con un amperímetro ideal A colocado en el circuito, o cuando se conecta como se representa en la figura 25.32b, con un voltímetro ideal V colocado en el circuito? Explique su razonamiento.

CORTE 2

P26.9. Se conecta una bombilla en el circuito que se ilustra en la figura 26.33. Si se cierra el interruptor S, ¿la luminosidad de la bombilla aumenta, disminuye o permanece igual? Explique por qué. Figura 26.33 Pregunta P26.9

P26.12. Para el circuito que se ilustra en la figura 26.35, ¿qué le sucede a la brillantez de las bombillas cuando se cierra el interruptor S si la batería a) no tiene resistencia interna y b) tiene resistencia interna que no es despreciable? Explique por qué Figura 26.35 Pregunta P26.12

CORTE 2

P26.17. La fem de una batería de linterna se mantiene aproximadamente constante con el tiempo, pero su resistencia interna se incrementa con el tiempo y el uso. ¿Qué clase de instrumento se emplearía para probar qué tan nueva es una batería?

PARTE NUMÉRICA- CONCEPTUAL 23.18. Dos cargas puntuales estacionarias de +3.00 nC y +2.00 nC están separadas por una distancia de 50.0 cm. Se libera un electrón desde el reposo en un punto a la mitad de camino entre las dos cargas y se mueve a lo largo de la línea que las conecta. ¿Cuál es la rapidez del electrón cuando está a 10.0 cm de la carga de +3.00 nC?

CORTE 2

25.20. Un resorte muy apretado con 75 vueltas, cada una de 3.50 cm de diámetro, está hecho de alambre metálico aislado de 3.25 mm de diámetro. Un óhmetro conectado a través de sus extremos opuestos da una lectura de 1.74 V. ¿Cuál es la resistividad del metal?

25.24. Se aplica una diferencia de potencial de 4.50 V entre los extremos de un alambre de 2.50 m de longitud y 0.654 mm de radio. La corriente resultante a través del alambre es de 17.6 A. ¿Cuál es la resistividad del alambre?

CORTE 2

26.19. En el circuito de la figura 26.47, un resistor de 20.0 Ω está dentro de 100 g de agua pura rodeada por espuma de poliestireno. Si el agua inicialmente está a 10.0 °C, ¿cuánto tiempo tomará que su temperatura suba a 58.0 °C? Figura 26.47 Ejercicio 26.19.

CORTE 2

26.22. Encuentre las fem E1 y E2 en el circuito de la figura 26.50, y obtenga la diferencia de potencial del punto b en relación con el punto a. Figura 26.50 Ejercicio 26.22

CORTE 2

26.27. En el circuito que se presenta en la figura 26.53, las baterías tienen resistencias internas despreciables y los dos medidores son ideales. Con el interruptor S abierto, el voltímetro da una lectura de 15.0 V. a) Calcule la fem E de la batería. b) ¿Cuál será la lectura del amperímetro cuando se cierre el interruptor? Figura 26.53 Ejercicio 26.27

CORTE 2