Primer parcial
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.
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φE
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+
• Q= 1.6x10-19c d= 10x10-10m
• E = 9x109 Nm2/C2 (1.6x10-19c) /
(10x10-10m) ^2= 1.44x109N/c
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1.44x109N/c cos(45º)=1.02x109N/c
-1.44x109N/c cos(135º)= 1.02x109N/c
-1.44x109N/c cos(225º)= 1.02x109N/c
1.44x109N/c cos(315º)= 1.02x109N/c
• Rta: 4.08x109N/c
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.
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L= 0.2 m
I= 1A
B=1X10^-3 T
ʯ0 = 4Pix10^-7 Tm/A
N= 1X10^-3 T*0.2m/ 1A*4Pix10^-7 Tm/A
N= 159 espiras
Un satélite GPS transmite a dos frecuencias L1=1575.42 MHz y L2=1227.60
MHz. Cuáles son sus respectivas Longitudes de onda λ1 y λ2?
• λ1 = 3x108(m/s)/1575.42x106(1/s)
• λ1 = 0.19 m
• λ2 = 3x108(m/s)/1227.60x106(1/s)
• λ2 = 0.24 m
Cuáles son el rango, frecuencia y longitud de onda en el
espectro electromagnético de una radiación de 10 eV?
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10 eV = 16x10-19 J
n(constante Planck)= 6.6x10-34 Js
f = 16x10-19 J/ 6.6x10-34 Js
f = 2.42x1015 Hz
λ = 3x108(m/s)/2.42x1015(1/s)
λ = 1.24x10-7
Rango: ultravioleta
Una ráfaga de viento solar de protones es detectada con una energía de 1 keV por el
satélite ACE situado a 15 millones de km de la Tierra. Con qué velocidad llegan a la
Tierra y cuánto demoran las partículas en llegar a la Tierra?
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E = ½ mv2
1 eV =1.6x10-19 J
Mp = 1.67x10-27 kg d = 15x109 m
E = 1x103 eV
E = 1600x10-19 J
v = [2* 1600x10-19 J/ 1.67x10-27 kg]
v = 437.7x103 m/s
t = 15x109 m/ 437.7x103 m/s
t = 1h*34.27x103 s/3600 s = 9.52h
Un detector de protones registra una corriente de 1 pico Amperio (10-12).
Toda esta corriente la absorbe un capacitor.
Cada 10 segundos cuántos protones llegan al capacitor y cuánta carga se
acumula en el mismo?.
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I = 1x1012 A t = 10s
Q= I*t
Q = 1x1012 A*10s
Q = 1x10-11 c
Np = 1x10-11 c *1e / 1.60x10-19c
Np = 62.5x106 protones
Cuál es el Flujo de campo eléctrico, en Vm, producido por 8,9
pico Coulombios a través de una superficie cerrada?
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Q = 8.9x1012 c φE = Q/ εo
φE = 8.9x1012 c / 8.85x10-12 c^2/Nm2
φE = 1 Nm2/c N/c = V/m
φE = 1 Vm
A qué es igual el Flujo de campo magnético, en Tm2, a
través de una superficie cerrada?
• ley de Gauss para el magnetismo
Las distribuciones de fuentes magnéticas son siempre neutras
en el sentido de que posee un polo norte y un polo sur, por lo
que su flujo a través de cualquier superficie cerrada es nulo.
Cuál es la velocidad tangencial y la frecuencia de giro, en cps
(ciclos por segundo), de un electrón en un átomo de hidrógeno?
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F = k q1q2/r2 F = m(v2/r) me= 9.1x10-31 kg
F = 8.99x109*[(1.6x10-19)2/(0.5x10-10m)2]
F = 9.2x108 N
v = [0.5x10-10m* 9.2x108 N/ 9.1x10-31 kg](1/2)
v = 2.25x106 m/s
t = 2Pi r/ v = 2Pi* 0.5x10-10m/ 2.25x106 m/s
t = 1.4x10-16 f = 1/t
f = 7.14x1015 cps
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?
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1025 e t= 1x10-3 s I = Q/t
Q = 1025*1.6x10-19 c
Q= 1.6x106 c
I = 1.6x106 c/ 1x10-3 s
I = 1.6x109 A
Ocurre la fuerza de Lorentz que es la fuerza
ejercida por el campo electromagnético que
recibe una partícula cargada o una corriente
eléctrica.
Cuál es la resistividad de un alambre de 10 cm de largo y 1 mm2 de sección transversal
si por el fluye una corriente de 10 mA cuando se le aplica un voltaje de 5 Voltios.
• Ρ = dI/long
• P = 10x10-3A*1x10-6m2/0.1m
• P = 1x10-7Am
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