Examen De Fisica

Física General 2 - Examen Febrero 2011

Ejercicio 1. En la figura se

muestra una balanza basada

en la fuerza entra las placas

de un capacitor. En un lado

de la balanza se coloca una

masa M y en el otro un capacitor plano cuyas placas tienen una separación

variable d y un área A, una de las cuales se sujeta a la balanza y la otra está

fija. Cuando se carga el capacitor y éste adquiere una diferencia de

potencial V0 (que se mantiene constante en todo el ejercicio) la fuerza entre

las placas equilibra el peso de la masa colgada en el otro brazo de la

balanza.

a) Halle la energía almacenada en el capacitor en función de la

diferencia de potencial V0.

b) Halle la fuerza que aparece entre las placas del capacitor.

c) Calcule el voltaje V0 necesario para obtener el equilibrio al poner

una masa M.

(extra) d) ¿Qué ocurre si, una vez obtenido el equilibrio, se agrega

una pequeña masa M M del lado izquierdo de la balanza, sin alterar el

voltaje V0? Justifique.

Ejercicio 2. En un punto de la Tierra el campo magnético es horizontal,

apunta hacia el norte, y tiene una intensidad de 10-4 T. Considere un cable

cilíndrico de cobre de diámetro d y longitud L, por el cual circula una

corriente I. Sabiendo que la densidad del cobre es de 8,9 g/cm3, y su

resistividad 1,7x10-8 Ω.m

a) Indique la orientación del cable para la cual el mismo levita (la

fuerza magnética es igual a su peso) con la mínima intensidad de corriente

posible.

b) En ese caso, calcule la densidad de corriente J que circula por el

cable.

c) Si L = 1 m, d = 1 mm, calcule el valor de la corriente mínima, Imin,

en las condiciones de las partes anteriores, y la potencia disipada en el

cable, P. Discuta, considerando el valor de P, si es fácil conseguir la

levitación en las condiciones indicadas.

Ejercicio 3. Un sistema de radionavegación marítima está hecho con dos

antenas

transmisoras, separadas una distancia d en la dirección norte-sur, que oscilan

con la misma frecuencia, pero en oposición de fase.

a)¿En un barco situado a una distancia D>>d al este del punto

central entre las dos antenas, se recibe la señal con una intensidad

mínima o máxima?

b) El barco se mueve hacia el norte una distancia d1 respecto a la posición

anterior cuando se detecta una señal con la misma característica de la

intensidad que en el caso anterior ¿Cuál es la longitud de onda de las ondas de

radio empleadas?

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