solucionario de problemas de fisica

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R ESOLUCIÓN N º 1 . Para que la ecuación física pueda ser dimensionalmente correcta, ésta debe ser homogénea; es decir sus términos deben tener iguales dimensiones. Además, las dimensiones de todo número es igual a la unidad Procedemos a igualar: A continuación debemos encontrar las dimensiones de A y x. Como las cantidades numéricas son adimensionales, es decir sus dimensiones se igualan a la unidad, entonces analizamos el exponente y la cantidad logarítmica. Exponente Cantidad logarítmica Reemplazando en (I) Clave: C R ESOLUCIÓN N º 2 . . . C ASO I . La resultante de dos vectores es máxima, siempre y cuando dichos vectores presenten la misma dirección C ASO II . Ahora si los vectores formasen un ángulo de 120º la resultante seria 10

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solucionario de problemas tipos de examen de admision

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Page 1: solucionario de problemas de fisica

R ESOLUCIÓN N º 1 .

Para que la ecuación física pueda ser dimensionalmente correcta, ésta debe ser homogénea; es decir sus términos deben tener iguales dimensiones. Además, las dimensiones de todo número es igual a la unidadProcedemos a igualar:

A continuación debemos encontrar las dimensiones de A y x. Como las cantidades numéricas son adimensionales, es decir sus dimensiones se igualan a la unidad, entonces analizamos el exponente y la cantidad logarítmica. Exponente

Cantidad logarítmica

Reemplazando en (I)

Clave: C

R ESOLUCIÓN N º 2 . . .C ASO I . La resultante de dos vectores es máxima, siempre y cuando dichos vectores presenten la misma dirección

C ASO II . Ahora si los vectores formasen un ángulo de 120º la resultante seria 10

Donde:

Para hallar a y b realizamos la siguiente operación: , por lo que tendremos:

a.b100, y al reemplazar en (I) obtendremos:

Page 2: solucionario de problemas de fisica

C ASO III . Ahora si los vectores formasen un ángulo de 74º la resultante seria:

Donde:

Clave: E

R ESOLUCIÓN N º 3 . Se muestra el deslizamiento del bloque tanto en la superficie lisa (movimiento acelerado) como su deslizamiento desacelerado en la superficie áspera.

Analizamos tramo por tramo:Tramo liso AB

Tramo áspero BC

Reemplazamos (II) en (I)

Clave: CR ESOLUCIÓN N º 4 . Nos dicen que el proyectil tarda en el tramo AB 1s menos que en el tramo PA, esto significa que si en el trmo PA tarda t1, en el tramo AB tardara un tiempo tComo el proyectil cruza de manera perpendicular a cada agujero, esto implica que por el agujero superior será la máxima elevación del proyectil

Analizamos el tramo BC, en este tramo el tiempo para que complete la trayectoria seria de 1s, además recuerde que la caída debido a la gravedad por cada 1s su velocidad aumenta en 10m/s

Calculo de t, en el tramo de subida PA

Tramo AB

Page 3: solucionario de problemas de fisica

Donde h lo podemos determinar a partir del tramo vertical BC:

Reemplazamos en (I)d55m

Clave: DNota

Lanzamiento de proyectiles

Se muestra el lanzamiento del proyectil

En todo movimiento parabólico se cumple:

R ESOLUCIÓN N º 5 . Cabe recordar que cuando dos proyectiles son lanzados con la misma rapidez y bajo ángulos las cuales suman entre si 90º, estos necesariamente van a alcanzar el mismo alcance horizontal

En el movimiento parabólico se cumple:

Además: 90ºMientras que para la otra partícula se cumple

Dividimos ambas expresiones:

Clave: B

R ESOLUCIÓN N º 6 . Como la rueda esta rodando sin resbalar, esto significa que el Centro Instantáneo de rotación (CIR) se halla en la superficie, a partir de este punto trazamos el radio al punto A y al centro O, como gira con la misma velocidad angular se cumple:

Luego de desprenderse el barro este desarrolla un movimiento parabólico, en su punto máximo de elevación su aceleración centrípeta no es más que la gravedad, donde:

Hmáx

Lmáx

H1máx

Lmáx

H2máx

V V

Page 4: solucionario de problemas de fisica

Clave: D

R ESOLUCIÓN N º 7 . Nos dicen que una partícula inicia su movimiento en una circunferencia de radio r0,5m, por lo que en cinco vueltas habrá girado 10rad, luego el arco barrido es: A continuación vamos a determinar la velocidad al finalizar las cinco vueltas ya que su aceleración es 5/2m/s2

Clave: AR ESOLUCIÓN N º 8 . Se muestra la separación inicial de los móviles A y B

Una de las formas de encontrar su mínima separación es haciendo uso de la ecuación del movimiento para ello es necesario de analizar la grafica.

A partir de la grafica podemos notar que A desarrolla un MRU, por lo que su ecuación del movimiento es:

Mientras que B desarrolla un MRUV con aceleración luego su ecuación del movimiento es:

Luego la distancia de separación será:

Para que esta distancia sea mínima la derivada de la distancia en función del tiempo debe ser

cero

Por lo que tendremos

Reemplazando para encontrar la distancia minima:

Clave: C

R ESOLUCIÓN N º 9 .

X=0 X=85mV(m/s)

t(s)

A

B

45º

10

-2

Page 5: solucionario de problemas de fisica

Se muestra la dependencia de la posición de las partículas A y B respecto al tiempo.

A) INCORRECTOLa rapidez para el instante t=0s esta definido como la pendiente de la curva para dicho instante y se puede apreciar:

B) INCORRECTOSe puede apreciar que en el instante t0 las posiciones de las partículas son diferentes y cuyos valores son:

C) INCORRECTOComo la dependencia X vs t es una recta para la partícula B esto significa que dicha partícula no presenta aceleración , mientras que la partícula A si presenta una aceleración ya que su grafica es una curva

D) INCORRECTOEl inicio del movimiento de ambas partículas se da en el instante t0, mientras que para el instante t2s

lo que se esta produciendo es el encuentro entre ambas partículas

E) INCORRECTOA partir de la grafica podemos notar que A desarrolla un MRU, por lo que su ecuación del movimiento es:

Mientras que A desarrolla un MRUV con aceleración luego su ecuación del movimiento es:

Además podemos apreciar que en t2s la posición de A es X0, reemplazamos para hallar su aceleración:

Luego la distancia de separación será:

Por lo que en t1s dicha distancia es:

d50mClave: E

R ESOLUCIÓN N º 10 . Realizamos el DCL tanto de la esfera como del bloque liso

x(m)

t(s)

AB

-40

40

20

Vértice (Vo0)

mg=80N

R

Ncont

37º

37º

mg

T

37º

Ncont

Page 6: solucionario de problemas de fisica

A continuación trasladamos las fuerzas que actúan sobre la esfera

Del triangulo fuerzas: Ncontacto60NA continuación trasladamos las fuerzas que actúan sobre el bloque

Del triangulo de fuerzas: mg80N, por lo tanto m 8 kg

Clave: B

R ESOLUCIÓN N º 11 . Analizamos el sistema

A continuación realizamos el DCL

A continuación trasladamos las fuerzas que actúan sobre la esfera A

Del triangulo fuerzas:

A continuación trasladamos las fuerzas que actúan sobre la esfera B

Del triangulo de fuerzas:

Clave: C

R ESOLUCIÓN N º 12 . Para determinar la fuerza F procedemos a realizar el DCL del sistema

80N

R37º

Ncontacto

mg

T37º

Ncontacto60N

74º

mg50N

R

T

53º

37º37º37º37º

53º

53º 53º53º

74º

A

B

mg50N mg50N

RR R

TTX

53º53º

53º

Tx50

R

R53º

53º

mov

T

mg=20N

fN 1

fK1

3kg

Mg=30N

F

2kg

fN 1

fN 2

fK1

fK2

Page 7: solucionario de problemas de fisica

liso

Para el bloque de 2kg, planteamos:

Analizamos la tabla, como desliza a rapidez constante la FR0, por lo que

Además:

Clave: D

R ESOLUCIÓN N º 13 . Cabe la necesidad de realizar el DCL del sistema para encontrar el coeficiente de rozamiento estático

A continuación trasladamos las fuerzas que actúan sobre la barra

Donde:

A continuación trasladamos las fuerzas que actúan sobre el cubo

Donde:

Clave: CR ESOLUCIÓN N º 14 . Realizamos el DCL de la barra, tomando en cuenta que las fuerzas deben concurrir en un punto, además podemos apreciar

2 mg

R2

Ncontacto

mg

R

Ncont

Page 8: solucionario de problemas de fisica

En el triangulo ABC planteamos:

En el triangulo ABD planteamos:

De las ecuaciones (1) y (2) obtenemos:

Reemplazamos en (I)

Clave: CR ESOLUCIÓN N º 15 . Analizamos cada una de las partes del sistema, para ello realizamos el DCLDe la polea móvil:

Analizando polea:

Planteamos:

A continuación analizamos el bloque

Donde:

De las ecuaciones (I) y (II), obtenemos:

T6 NClave: E

NotaC ASO I . Cuando un bloque es lanzado hacia arriba sobre un plano inclinado de superficie rugosa este experimenta una desaceleración el cual estará dado

Donde:

a

a polea

apto fijo=0

T T

mpolea1kg

mPg10N

a

mB=1 kg

mB g=10N

T

mg

fN

a

m

mgSen

mgCos

frmov

Page 9: solucionario de problemas de fisica

Se puede apreciar: fNmgCos, por lo que la desaceleración es:

C ASO II . Cuando un bloque es lanzado hacia abajo sobre un plano inclinado, de superficie rugosa, este experimenta una aceleración el cual estará dado

Donde:

Se puede apreciar: fNmgCos, por lo que la desaceleración es:

R ESOLUCIÓN N º 16 . C ASO I . Cuando el bloque realiza su movimiento de ida, por el plano de superficie rugosa (0,5) su aceleración es:

En el tramo AB

Calculamos el tiempo en cada uno de los tramosTramo AB

Tramo BC

C ASO II . Cuando el bloque realiza su movimiento de retorno por el plano de superficie rugosa (0,5) , donde su aceleración es:

Como la superficie es lisa en el tramo BC esto significa que el tiempo de subida y bajada en este tramo es el mismo así como su rapidez

En el tramo AB

mg

fN

a

m

mgSen

mgCos

frmov

V=0

37º

d=54m

a1

t1

A

B

t2

C

a2

V=0

37º

d=54m

a

t

A

B

t3

C

a2

Page 10: solucionario de problemas de fisica

Luego el tiempo total en ir y volver es:

Clave: D

R ESOLUCIÓN N º 17 . Encontramos la gravedad efectiva del nuevo campo de fuerzas:

Donde la gravedad efectiva es:

…(I)

Como dicha esferita realiza un Movimiento circunferencial respecto al observador en el interior del carro , cabe la necesidad de analizar el instante que la fuerza de presión es máxima e igual a 57N

Del movimiento circunferencial

Reemplazamos en (I) y obtenemos que la aceleración del carro es

Clave: B

R ESOLUCIÓN N º 18 .

Donde la aceleración vectorial de la esfera esta dado como:

Entonces como parte del reposo v0, al cabo de t1s su velocidad es:

Por lo que su rapidez es

Donde el trabajo neto esta dado como:

r=1m

Fmáx57N

m=2kg

4rad/s

mgefect

Page 11: solucionario de problemas de fisica

Clave: B

R ESOLUCIÓN N º 19 .

Clave: E

R ESOLUCIÓN N º 20 .

La máxima velocidad que adquiera el bloque se dara para el instante

que este se halle en equilibrio instantaneo

Como se desprecia toda influencia de fuerzas disipativas la energia mecanica del sistema se conserva

Clave: B

R ESOLUCIÓN N º 21 .

Clave: B

R ESOLUCIÓN N º 22 . ¡correccion! …M8 kg … Como el casquete no se mueve el bloque describe una circunferencia apoyandose en la superficie interna del casquete y, como sicha superficie es lisa en todo instante

Page 12: solucionario de problemas de fisica

le ejercera una fuerza perpendicular a dicha superficieAnalizando el casquete

Como el casquete no presenta movimiento igualamos fuerzas contrarias. R80NDonde la velocidad de lanzamiento de la esfera podemos relacionar con su energia mecanica

A continuación analizaremos la esferaEn el instante que pasa por su posición mas elevada

Donde

Clave: C

R ESOLUCIÓN N º 23 . La potencia hidraulica nos expresa la rapidez con la cual el motor entrega energia para elevar agua a cierta altura H, en este caso esta dado como

Como en este caso es elevado 18000 litros es decir una masa equivalente a

a una altura H30m, todo ello en una hora, es decir en

, por lo que al reemplazar tendremos:

Clave: DR ESOLUCIÓN N º 24 .

Clave: D

R ESOLUCIÓN N º 25 . Como el choque es elastico esto significa que la rapidez con la cual impacta debe mantenerse después del impacto. Esto significa que el angulo de incidencia debe ser igual al angulo con la cual sale la esfera

Page 13: solucionario de problemas de fisica

En la figura estamos representando la de la esfera el cual al recibir un impulso I por parte de la pared la cantidad de movimiento de la pelota cambia

A partir de la información construimos el triangulo vectorial

De la figura

Clave: E

R ESOLUCIÓN N º 26 . Algo que podemos darnos cuenta es que las masas de las esferas están relacionadas, es decir la primera es la mitad de la segunda y la masa de la segunda es la mitad de la tercera y así sucesivamente, por lo tanto analizaremos antes y después del impacto para dos esferas de masa 2m y m y obtener una relación

De la conservación de la cantidad de movimiento se cumple:

Se requiere otra relación entre y , la cual podemos obtener a partir del e

De (I) y (II) obtenemos

y

A continuación vamos a analizar los sucesivos impactos que se van a producir

Donde el tiempo desde que se produce el primer impacto hasta el ultimo impacto es:

R ESOLUCIÓN N º 27 .

Page 14: solucionario de problemas de fisica

De la grafica podemos apreciar que en x0,2m, la aceleración es

, pero dicha aceleración esta expresada como

Además como nos dan de dato la velocidad en la PE, debemos tomar en cuenta que dicha velocidad en dicha posición es máxima, por lo que:

Entonces la ecuación del movimiento es:

Es necesario conocer , ello lo podemos determinar a partir del

dato fijese en la figura en , el

oscilador se halla en la PE (en x0), reemplazando

Reemplazamos en (I)

Clave: E

R ESOLUCIÓN N º 28 . La partícula realiza un MAS similar al de un péndulo simple cuya características son las mismas puesto que la amplitud angular es pequeñísimo (5º), por lo que el periodo de oscilación es:

Clave: B

R ESOLUCIÓN N º 29 . Cabe recordar que la rapidez de propagación del pulso en la cuerda depende del modulo de la tensión en la cuerda.Entonces analizaremos el punto P que sostiene a la porción de la cuerda, masa de la cuerda es proporcional a su longitud entonces podemos plantear:

Por lo que para el punto P para el equilibrio se deduce que:

Una vez determinada la tension en la cuerda procedemos analizar la cuerda horizontal donde se propagara el pulso

Page 15: solucionario de problemas de fisica

La rapidez de la onda lo podemos determinar como:

Para que se forme la onda estacionaria el pulso debe ir hacia la pared y luego retornar al punto de origen para ello habra recorrido d4m en un tiempo t

Clave: B

R ESOLUCIÓN N º 30 . A partir de la ecuación de la onda De la ecuación de la onda:

A partir de la ecuación de la onda podemos determinar el periodo

Pero nos piden determinar la separacion entre dos puntos continuos que no se mueven (nodos) sabiendo que la velocidad de cada onda es 2m/s

La velocidad de la onda esta dado como:

Clave: A

R ESOLUCIÓN N º 31 . Como los émbolos (1) y (2) presentan radios r y 2r esto significa que sus áreas están en función del (radio)2 por lo que sus áreas respectivamente son A y 4A

En la posición final, para el mismo nivel de referencia de los vasos comunicantes se cumple:

A continuación tomamos momentos en P, ya que el sistema se halla en equilibrio

F

vonda

2m

vonda

Frecuencia cíclica

F

vonda

d/2

vonda

Page 16: solucionario de problemas de fisica

Clave: A

R ESOLUCIÓN N º 32 . Como la masa de la barra es M8kg y su densidad es 500 kg/m3, esto significa que su

volumen es , pero

este es el volumen total y de la parte sumergida, lo podemos determinar relacionando sus longitudes

A continuación realizamos el DCL de la barra sumergida

Tomamos momentos en P, ya que el sistema se halla en equilibrio

Clave: C

R ESOLUCIÓN N º 33 . El planeta alcanza su máxima velocidad cuando se halla mas cercano al sol, mientras que su velocidad es minima cuando se halle mas alejado de el, es decir en el otro extremo

Como el planeta barre el area total en 3 años entonces en media area, es decir de P a Q empleara 1,5 años y como de P hacia a A emplea 1año entonces de A hacia Q empleara 0,5 añosDe la 2da ley de Kepler ley de áreas

Clave: C

R ESOLUCIÓN N º 34 . Nos piden determinar la relacion de las densidades tanto de un planeta como el de la tierra, cuya relacion de radios es Relacionando las densidades:

Page 17: solucionario de problemas de fisica

C ASO I . Nos dicen que el péndulo simple en laTierra presenta un periodo T, el cual esta dado como:

C ASO II . A continuación llevamos a otro planeta en el cual el periodo se reduce a la mitad

Por lo que su nuevo periodo del péndulo es:

Reemplazamos en la ecuación (I)

R ESOLUCIÓN N º 35 . Analizando el movimiento de ambos satélites

De la 3ra ley de Kepler ley de Periodos

La velocidad lineal esta expresada

como: , por lo que la

relación de las energías cinéticas de ambos satélites de igual masa es

Clave: AR ESOLUCIÓN N º 36 . C ASO I . En el diagrama lineal:

gplan L

2R

gL

R

R2

R1

V2

V1

T1

T2m

m

Page 18: solucionario de problemas de fisica

Donde:

C ASO II . Pero, si dicho mineral hubiésemos colocado en un calorímetro de equivalente en agua 30g que contiene agua a 100ºC, entonces la TE seriaEn el diagrama lineal

Donde:

Clave: B

R ESOLUCIÓN N º 37 .

A continuación vamos a analizar la grafica desde 20ºC hasta una transferencia total de 3,2kCal, para ello relacionamos:

Se puede apreciar que durante la transferencia de energía (en forma de calor), dicha sustancia llega alcanzar la temperatura T en su fase vapor, relacionando:

Clave: DR ESOLUCIÓN N º 38 . En el diagrama lineal:

Donde:

0ºCagua5kg

Ce=1

TE=0 90ºCmateria

lM

Ce=0,01

Calor ganado Calor perdido

QaguaQmaterial

90ºCmineral

M1250

gCe=0,01

recip agua

Cem=30

Ce=1

20g

100ºC

EquivalenteEn agua

T

Qhielo Qagua+ Qrecip

Calor ganado Calor perdido

120

1

Q (kCal)

80

T(ºC)

Transferencia de calor Q=3,2 kcal

20inicio

3 4 Qo0,25

Qf3,45

final T

Calor perdido

100ºCvapor

M=10g

Calor ganado

Qfusión

Qagua trans

Qcondens

recip hielo

Cem=10

Ce=0,5

100g

20ºC

Capacidadcalorífica

TE0ºC

Q hielo Q recip

Page 19: solucionario de problemas de fisica

Finalmente encontramos que la composición de la mezcla es:

Temperatura de equilibrio: 0ºCMasa de hielo sobrante: 35 gMasa de agua 75 g

Clave: B

R ESOLUCIÓN N º 39 . Debido al incremento de la temperatura (T20ºC) en el material las dimensiones de estas varían y como la dilatación se produce de manera longitudinal entonces se cumple:

Donde el volumen final de dicho material esta dado como:

Clave: A

R ESOLUCIÓN N º 40 . I VERDADEROUn ciclo termodinámico se caracteriza por que tanto el proceso inicial como final coinciden, como se puede apreciar en la grafica

Se puede apreciar según la grafica que el proceso inicia en el estado a donde su energía interna esta dado como , para luego finalizar según el trayecto seguido en a, cuya energía interna final es , por lo que en el trayecto seguido la variación de su energía interna:

II VERDADEROEn un proceso adiabático el calor transferido al gas es cero , por lo que , en consecuencia sin ceder calor al gas la energía interna del gas puede disminuir, como también aumentar, esto debido al trabajo desarrollado por el gas producto de la variación tanto del volumen como la presión, no solo estos dos parámetros van a variar también va a variar la temperatura debido al incremento de su energía interna

III FALSOPor lo expuesto anteriormente

Clave: BR ESOLUCIÓN N º 41 . En el siguiente ciclo mostrado se puede apreciar:Proceso A: el volumen es constante Proceso BC: temperatura constanteProceso: C la presión es constante

P (Pa)

V(m3)

a

b c

d

T (Pa)

V(103 m3)

A

B

C

2 5

Page 20: solucionario de problemas de fisica

A partir de la ley de los gases

A continuación graficamos la dependencia PV

Donde el trabajo neto es: …(I)

Por lo que procedemos a calcular (proceso isotérmico)

Por lo que procedemos a calcular (proceso isotérmico)

Reemplazando en (I):

Para calcular la variación de la energía interna en el proceso de A

hacia B es necesario determinar el calor absorbido para ello es necesario relacionar con la eficiencia

Analizando la expansión del gas en el proceso de A hacia C puesto que el calor absorbido esta dado

Clave: C

R ESOLUCIÓN N º 42 .

Cabe recordar:

Como la maquina trabaja con su máxima eficiencia se debe cumplir:

P (105Pa)

V(103m3)

A

B

2 5

C2 UA

UC

UC UB Q

TB

TA300K

QB60J

QA100J

WNETO40J

Page 21: solucionario de problemas de fisica

Clave: CR ESOLUCIÓN N º 43 . Las partículas presentan igual carga de 2C, por lo que para hallar la tensión en la cuerda es necesario analizar una de ellas del extremo Entre las partículas 1 y 3

Entre las partículas 2 y 3

Realizamos el DCL de la partícula (3)

Igualando fuerzas contrarias:

Clave: AR ESOLUCIÓN N º 44 . Debido al campo eléctrico, la fuerza eléctrica que esta genera sobre el clavo electrizado con 2C

esta dado como:

Procedemos a analizar el bloque

Pero nos piden la velocidad que adquiere el bloque, para ello debemos relacionar el trabajo neto desarrollado y la variación de la energía cinética.

Clave: E

R ESOLUCIÓN N º 45 .

Para determinar el trabajo efectuado por un agente externo es necesario determinar los potenciales tanto final como inicial Determinamos el potencial

Q Q Q1m 1m

(1) (2) (3)

F1

F2T

V

E

frkmgFelec

V=0

d=4m

P

N

3m

4m

6m

5m 3m

3104C

(1)

(2)12105C

Page 22: solucionario de problemas de fisica

eléctrico en P

A hora en N

Donde el trabajo del agente externo sobre la partícula electrizada desde P hacia N es:

Clave: D

R ESOLUCIÓN N º 46 . Nos dicen que el potencial electrico esta expresado como:

Por lo que en:

Finalmente podemos plantear que el trabajo efectuado por el campo eléctrico sobre una partícula electrizada con q2mC, para llevarla desde x0 hasta x5m es:

Clave: E

R ESOLUCIÓN N º 47 . El flujo eléctrico (corriente eléctrica) que surge en el alambre, es porque hay una diferencia de potencial entre la esfera conductora y la tierra, si tomamos por convención el movimiento de partículas positivas, notaremos que estos se mueven se mueven mayor potencial (esfera) hacia el menor potencial (tierra).

El flujo eléctrico, es decir la corriente eléctrica cesara cuando la esfera se

descargue por completo

Donde la carga que circula por el alambre conductor no es mas que la carga transferida por la esfera el cual es igual al área bajo la curva, por lo que:

I(mA)

t

20

15

to t

Q=5C

por convención la corriente circula de

mayor a menor potencial

Io

Q0

I0

Page 23: solucionario de problemas de fisica

Pero nos piden determinar el tiempo to en el instante que la corriente eléctrica se 15mARelacionando los lados del triangulo:

Clave: BR ESOLUCIÓN N º 48 . Como existen conexiones a tierra entonces en dicho punto el potencial es igual a 0V y a partir de el hallamos el potencial del otro extremo de la fuente (veamos en la figura)A partir del nodo A y B podemos obtener la corriente I1I2

Donde la corriente esta expresada como

Por lo tanto:

En el nodo A y B

Finalmente: I1 I2 2A

Clave: D

R ESOLUCIÓN N º 49 . Distribuimos la corriente:

En la malla I:

En la malla II:

Procedemos a igualar , obtenemos:

R2

Clave: AR ESOLUCIÓN N º 50 . Nos dicen que el foco eléctrico tiene las siguientes especificaciones:

1

5V

i2

2

3

5

i1

5V

2V

1V

3V

3V 2V

1V

i3

i4

I1

I2

A

B

R4

2

3

A I II

I I

Iamp0

6

I

I

Page 24: solucionario de problemas de fisica

Potencia Voltaje

P=100W 220V

La potencia disipada por dicho foco para una entrada de 220V esta dado como:

A continuación dos de estos focos son conectados en serie la fuente 220V

Clave: DR ESOLUCIÓN N º 51 .

En la malla II:

En la malla ABCDA:

De las ecuaciones (I) y(II) tendremos:

Pero nos piden determinar la potencia total entregan las fuentes, por lo que solo las fuentes 1 y 3 entregan energía mientras que 2 consume energía pues la corriente sale por este ultimo por el polo negativo

Clave: CR ESOLUCIÓN N º 52 Si nosotros movemos la fuente estirando los alambres hacia afuera y a su vez recortamos los alambres de la resistencia de 10, lo que podemos apreciar es que se estaría cumpliendo el puente Wheasthone, ya que el producto de los lados opuestos son iguales:

En consecuencia la resistencia de 10 se estaría cortocircuitando por tanto procedemos a retirarla

R

R

R

13

110V

2 II

I1

I2

I1 I2

I3 I2 I1

36V

21V

A B

CD

I1

2

12

4

10

retiramos

12V

Page 25: solucionario de problemas de fisica

Ahora en el circuito

En la malla sombreada:

Finalmente la potencia disipada por la resistencia R1 esta dado como:

Clave: ER ESOLUCIÓN N º 53 . Alternativa A . Recuerde que la intensidad de campo eléctrico es una cantidad vectorial, mientras que el potencial eléctrico es de magnitud escalar.En el caso de dos partículas eléctricas positivas el campo eléctrico resultante en un punto P, a la misma distancia de ambas, es nulo. Mientras que el potencial eléctrico se suma y para este caso seria el máximo potencial

En síntesis si el campo eléctrico es nulo el potencial eléctrico en dicho punto no necesariamente es nulo

Incorrecto Alternativa B . Al abandonar un electrón en el interior del campo eléctrico sobre este se manifiesta una fuerza eléctrica que actúa en dirección opuesta a las líneas del campo eléctrico, por lo que el electrón viaja de menor a mayor potencial eléctrico

Los electrones se mueven de menor a mayor potencial

Incorrecto Alternativa C . Las líneas de fuerza o de campo eléctrico siempre se dirigen del mayor potencial hacia el menor potencial.

En general, si las líneas de campo eléctrico son curvas entonces las superficies equipotenciales serán curvas. En el caso especial de un

2

R1

2

4

12V

I

I

A BC

d

QE1EE2E

(1) (2)

P Q

d

A

B

Felec

Felec

Page 26: solucionario de problemas de fisica

campo eléctrico uniforme, en que las líneas de campo son rectas y paralelas y están igualmente espaciadas, las superficies equipotenciales son planos paralelos y perpendiculares a las líneas de campo.

Donde la diferencia de potencial:

Donde d es la distancia entre los puntos paralela a las líneas de

fuerza

Incorrecto Alternativa D . Cuando mayor es la cantidad de carga que acumulan los conductores, mas elevado es el potencial eléctrico por lo que resulta que entre dichas magnitudes existe una relación directa.Esto se debe a que los conductores presentan cierta propiedad asociada a su capacidad de electrización denominada capacidad eléctrica, que es una propiedad de un conductor metálico que caracteriza la capacidad de acumular carga en proporciones definidas en su superficie.La capacidad de un conductor aislado es independiente de su electrización, depende de su forma geométrica, a mayor

dimensión del conductor mayor capacidad eléctrica

Estos conductores de diferentes tamaños no pueden acumular la misma cantidad de carga, por lo que el de mayor dimensión se electrizara más.

Incorrecto Alternativa E . Los dieléctricos sirven para aumentar la capacidad eléctrica de los capacitadores

Correcto

Clave: ER ESOLUCIÓN N º 54 . Como el capacitor esta formado por placas abiertas por este no circula corriente eléctrica esto significa que solo circulara corriente por la malla sombreada

En la malla sombreada:

VA

VA

VA

VA

VA

VB

VB

VB

VB

VB

VC

VC

VC

VC

VC

Q1Q2

4

24V

28V

I

I

1

3

I i0

i0 a

bb

C5F

Page 27: solucionario de problemas de fisica

Para determinar la carga del capacitor debemos determinar su diferencia de potencial para ello en la rama a,b planteamos

Finalmente la carga del capacitor es:

Clave: DR ESOLUCIÓN N º 55 .

Clave: CR ESOLUCIÓN N º 56 .

Clave: CR ESOLUCIÓN N º 57 .

Clave: CR ESOLUCIÓN N º 58 .

Clave: BR ESOLUCIÓN N º 59 .

Clave: D

R ESOLUCIÓN N º 60 . Clave: B

R ESOLUCIÓN N º 61 . Clave: B

R ESOLUCIÓN N º 62 . Clave: D

R ESOLUCIÓN N º 63 . Clave: D

R ESOLUCIÓN N º 64 .

Clave: D

R ESOLUCIÓN N º 65 . Clave: C

R ESOLUCIÓN N º 66 . Clave: D

R ESOLUCIÓN N º 67 . Clave: A

R ESOLUCIÓN N º 68 . Clave: A

R ESOLUCIÓN N º 69 . Clave: C

R ESOLUCIÓN N º 70 .

Clave: E

R ESOLUCIÓN N º 71 . Clave: A

R ESOLUCIÓN N º 72 . Clave: C