RESPUESTAS AL PIR – FISICA 5° AÑO DE CIENCIAS NATURALES-
1.- Palabras del acróstico: resistencia – coulomb – potencial – cocodrilo – intensidad – electrolito-interruptor – conductores
2.- q = 4500 C
3.- a) L = 6 Joule b) q = 2,5 x 1019 e c) El trabajo eléctrico será de 12 Joule, ya que el trabajo es directamente proporcional a la diferencia de potencial entre los puntos.
4.- Buenos conductores (de 2° clase) : una solución de hidróxido, una solución de sal en agua. Malos conductores eléctricos: la madera, y el agua destilada.
5.- a) q = 0,24 C b) q = 1,5 . 1018 e c) si se duplica la carga, se duplica la intensidad de la corriente eléctrica que circula (pasará a ser de 1,6 mA)
6.- a) V = 4V b) Debería realizarse el doble del trabajo eléctrico (40 Joule), ya que el trabajo eléctrico es directamente proporcional a la diferencia de potencial.
7.- Ver fotocopia teórica de trabajo de laboratorio, donde está explicada esta diferencia.
8.- Se completa con =
a) una carga eléctrica fuerte b) la opción correcta es la última c) prueba-menor
d) volt-joule-coulomb
9.- a) hace 1 oscilación en 2 segundos. Por lo tanto su frecuencia es:
Si 2 seg ………..1 oscil.
En 1 seg ……….x = 0,5 Hz F = 0,5 Hz realiza 0,5 oscil por segundo
T = 2 seg es el tiempo que tarda en hacer una oscilación completa
b) λ = 680 m
10.- a) es polarización. Ver texto para explicar b) es difracción. Ver texto para explicar.
11.- Se produce interferencia constructiva en el punto A, ya que llega al mismo tiempo a él dos crestas de dos ondas, de igual naturaleza y longitud de onda.
12.- Observar el espectro electromagnético (de cualquier libro de texto o internet)
13.- F = 106 Hz o 1000000 Hz
14.- Ver textos
15.- Observar espectro electromagnético (de cualquier libro de texto o internet)
b) T = 0,04 seg tarda 0,04 seg en realizar una oscilación completa.
c) λ = 12.000 m
17.- Palabras a completar: velocidad – densidad o índice de refracción – interferencia – bordean –
18.- Hacer la gráfica, teniendo presente que la frecuencia de 2Hz significa que realiza 2 Hz por segundo. Su período será de 0,5 seg, o sea que tardará medio segundo en hacer una oscilación completa.
19.- n = 0,516 consultar en una tabla de índices de refracción para ver de qué material se trata.
20.- La imagen se verá a 18 cm del vértice, y es virtual. Realizar Gráfico. 5°5° Y 5°11° 2012 NO VIERON ESTE TEMA
21.- Los conceptos a completar son: - movimiento – es menor – ESPECTROS – ALEJANDO – CORRIMIENTO –BIG BANG
22.- El ángulo límite de diamante, (considerando su índice de refracción como 2,5), es 23°35´8 ´
23.- Para realizar el esquema hay que calcular el ángulo de la primera refracción. Luego se traza el camino del rayo dentro del prisma (recordar que es vidrio, para buscar su índice de refracción). Al volver a pasar del vidrio al aire, debe alejarse de la normal.
24.- Aquí debe utilizarse la fórmula de Descartes: donde
F: distancia focal x: distancia del objeto al espejo x´: distancia de la imagen al espejo H: altura del objeto h´: altura de la imagen
Fórmula de Descartes 1 / f = 1/ x + 1/ x´
1/ 20cm = 1/ 60cm + 1/ x´
1/20 cm – 1/60 cm = 1/ x´
2/60 cm = 1/ x´ x´= 60 cm/2 x´= 30 cm
La imagen se encuentra a 30 cm del espejo, y es real (ya que su resultado es positivo).Se debe verificar trazando los rayos en el gráfico, utilizando una escala apropiada.
Para calcular la altura de la imagen:
x/x´= h/h´
60cm/30cm = 2 cm/ h´ h´= 1 cm
25.- Para calcular el ángulo de refracción, se utiliza la ecuación:
Î = 32° a) Sen î . ni = sen rˆ . nr sen î . ni / nr = sen rˆ ni = 1,0003 nr = 1,5
Sen 32° .1,0003 / 1,5 = sen r 0,55 . 1,0003/1,5 = sen r sen r = 0,367777
b) Se realiza un esquema marcando el ángulo de incidencia del aire al vidrio, de 32°,luego del re fracción, de 22°….durante la marcha en el vidrio el rayo de luz no se desvía. Luego emerge con un ángulo de 32°, pues pasa del vidrio al aire.
26.-Deben calcularse los ángulos necesarios. Recordar que en el fenómeno de reflexión los ángulos de incidencia y reflexión son iguales.
27.-El ángulo límite es un ángulo de incidencia. Es el ángulo de incidencia, para el que el ángulo de refracción es de 90°. El refractado sale rasante a la superficie de separación de los medios.
Siguiendo la Ley de Snell sen i . ni = sen r . nr sen l . ni = sen 90° . sen r
Como ni = 1,5 para el vidrio, y sen 90° es 1, queda:
Sen l. 1,5 = 1. 1,0003 sen l = 1,0003/1,5 senl =0,6666 l = 46° aprox. Es el valor del ángulo límite
Si se supera ese ángulo límite, por ejemplo si la luz incide con un ángulo de 47°, el rayo no se refractará, sino que ocurre el fenómeno de reflexión total.
28.- Se duplica, de acuerdo a la Ley de Ohm, que indica que la intensidad de la corriente eléctrica, es directamente proporcional a la tensión aplicada.
29.-La tensión original es de 3V (dos pilas de 1,5V). Si se quita una pila, la tensión disminuye a la mitad, y la intensidad también (por la Ley de Ohm). Por lo tanto la i = 1,5 A
30.- La intensidad disminuye a un tercio, o sea disminuye 3 veces. De acuerdo a la Ley de Ohm. Por lo tanto la nueva intensidad será de 2 A
31.- R = V / i R = 10V / 5A R = 2Ω
32.- R = V / i 20Ω = 220 V / i i = 220V / 20 Ω i = 11 A
33.- V = 220V R = 50Ω i= ¿ q = ¿ t= 20 min=1200 seg
R = V/i 50Ω = 220V / i i = 220V / 50Ω i = 4,4 A
I = q/t 4,4 A = q / 1200seg q = 4,4 A . 1200 seg q = 5280 C
34.- La intensidad de la corriente será de 2,2 A ya que de acuerdo a la Ley de Ohm la intensidad de la corriente es directamente proporcional a la tensión aplicada. Si se disminuye la tensión a la mitad, la intensidad disminuirá a la mitad.
35.- a) realizar el esquema con los símbolos que se utilizan para representar tensión, resistencias, etc.
b) Cuando se conectan resistencias en serie, la intensidad de la corriente es constante en el circuito, y la tensión se distribuye, de acuerdo al valor de las resistencias. Para calcular la
R = V/i 30Ω = 12 V/ i i = 12V / 30 Ω i = 0,4 A
La intensidad que circulará por cada resistencia, y por cualquier punto del circuito, es de 0,4 A
c) Para la R1 se calcula la tensión con R1 = V1/i1 10Ω = V1/0,4A V1 = 10Ω.0,4A V1 = 4V
Para la R2 20Ω = V2/0,4 A V2 = 20Ω. 0,4 A V2 = 8V
Observe que la suma de las tensiones en cada resistencia (4V + 8V) es la tensión aplicada al circuito. Y que la intensidad (0,4A ) es constante en todo el circuito.
36.- Luego de esquematizar el circuito, recuerde que cuando se conectan resistencias en paralelo, la tensión es constante en cada una de ellas, y la intensidad de la corriente que circula en cada resistencia depende del valor de la misma.
La resistencia total de una conexión en paralelo, se calcula con 1/Rt = 1/ R1 + 1/R2
1/Rt = 1/0,1Ω + 1/0,2Ω 1/Rt = 3/0,2Ω Rt = 0,2Ω/3 Rt = 0,0666Ω
El valor de la R total del circuito es 0,06Ω. Para calcular la intensidad total del circuito……
R = V/i 0,0666Ω = 6V/i i = 6V/0,0666Ω i = 90 A
Para calcular la intensidad en cada “rama” o resistencia: R1 = V/i1 0,1Ω = 6V / i1 i1 = 6V/0,1Ω i1 = 60 A
R2 = V /i2 0,2Ω = 6V /i2 i2 = 6V /0,2Ω i2 = 30 A
La suma de las intensidades en cada resistencia (60 A + 30 A) es la intensidad total del circuito, y la tensión (6V) se mantiene constante en cada resistencia, y en el circuito.
37.- a) La fuerza es de atracción, ya que son cargas de distinto signo.
b) Hay que utilizar la expresión matemática de la Ley de Coulomb, que calcula la intensidad de la fuerza eléctrica de atracción o de repulsión, de acuerdo a las cargas, la distancia que las separa, y el medio en el que están. “La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas, es directamente proporcional a las cargas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa”
q1 . q2 . k q = la carga se mide en Coulomb (C )
F = --- d = la distancia entre las cargas se mide en metros D2 k = la constante de Coulomb, en el vacío, es de 9.109 N.m2/C2 F =la fuerza se mide en Newton (N)
1,5C. (-3,4C). 9.109N.m2/C2 F = ---
(0,1m)2 d = 10 cm = 0,1 m
F = 4,59 . 1012 N se cancelan los C2 y los m2
38.- “La resistencia de un conductor es directamente proporcional a la longitud, a la resistencia específica, e inversamente proporcional a la sección del conductor”. SIN TENER EN CUENTA LA TEMPERATURA, QUE TAMBIÉN INFLUYE EN LA RESISTENCIA DE UN CONDUCTOR.
b) Si se duplica la sección del conductor, la resistencia se reduce (o disminuye), a la mitad c) Si se reduce la longitud a la mitad, la resistencia se reduce a la mitad.
d) Si se reduce la sección del conductor a la mitad, la resistencia aumenta el doble.
39.- a) Para calcular la resistencia de un conductor, de acuerdo a sus dimensiones (medidas de longitud, material y sección), se utiliza la ecuación que es la expresión matemática del punto 38.- L . ρ
R = --- L representa la longitud del conductor, en metros
S S representa la sección , o sea la superficie del conductor, en mm2 ρ (letra griega rho) representa la resistencia específica del conductor y su unidad es Ω. mm2/m. Indica la resistencia que ofrecerá el conductor por cada metro de longitud y por cada mm2 de sección.
400 m . 1,7 .10-2 Ω.mm2/m
R = --- Sección (S) en este caso hay que calcularla. Recuerde 0,1256 mm2 que un conductor (cable) es cilíndrico, y que su sección es un círculo
S = π . r 2 S = 3,14 . (0,2mm)2 R = 54 Ω
S = 0,1256 mm2
b) Si se redujera a la mitad la sección, la resistencia aumentaría al doble (La resistencia es inversamente proporcional a la sección)
El valor de la resistencia sería entonces R = 54Ω. 2 R = 108Ω
c) Si se reduce la longitud a la mitad, la resistencia se reduce a la mitad (la resistencia es directamente proporcional a la longitud) R = 27Ω
