V1 = A1 = V2 = A2 = V3 = L e) Construir el diagrama fasorial de voltajes. V. Nombre: Lecturas amperímetros (en ma) Lecturas voltímetros (en V)

Transcripción

1 FÍSICA APICADA. EXAMEN ODINAIO MAYO 013. MODEO A Nombre: TEOÍA (.5 p) A) Una carga puntual postva que sgue una trayectora rectlínea entra en un campo magnétco perpendcularmente a las líneas del campo. Explcar cómo se modfca su trayectora y cuál es la razón de esa modfcacón. Empléense los dagramas necesaros para lustrar la explcacón. B) ey de Ampère. Enuncado. Aplcacón: explcar cómo puede usarse la ley de Ampère para calcular el campo magnétco a la dstanca r de un hlo conductor rectlíneo ndefndo que transporta la corrente I. POBEMA 1 (.5 p). Una onda sonora de 440 Hz se propaga a través de are a 15.4 ºC, sendo la ampltud de la onda de presón gual a 0.0 Pa. A) Calcular los parámetros numércos necesaros y escrbr la ecuacón de la onda sonora suponendo que se propaga como onda plana, y determnar la velocdad de propagacón. B) Al propagarse como onda plana, suponemos que la ampltud de la onda de presón se mantene constante. Calcular el nvel de presón. C) S la onda vajera se propaga por un tubo aberto en ambos extremos de modo que la reflexón de la onda en el extremo opuesto da lugar a la formacón el cuarto armónco de una onda estaconara, cuál debe es la longtud de ese tubo? Explcar. Datos para el are. Coefcente adabátco 1,40. Masa molecular 0,089 kg/mol. Constante de los gases = J/(K mol). Presón de referenca (nvel de presón sonora): 0 Pa. POBEMA (.5 p). En el crcuto sguente = 10 k. Determnar las lecturas de los amperímetros y A y de los voltímetros 1, y 3. ma POBEMA 3 (.5 p). os datos de los elementos del crcuto c.a. sere de la fgura son los sguentes: = 10 ; = 400 rad/s; = 300 mh; = 50 ; C = F. Obtenga los valores efcaces y desfases, y exprese además todas las magntudes como funcón del tempo: b) oltaje en la bobna. c) oltaje en la resstenca. d) oltaje en el condensador. e) Construr el dagrama fasoral de voltajes. 10 ecturas amperímetros (en ma) ecturas voltímetros (en ) = A = 1 = = 3 = A C1

2 FÍSICA APICADA. EXAMEN ODINAIO MAYO 013. MODEO B Nombre: TEOÍA (.5 p) A) Una carga puntual postva que sgue una trayectora rectlínea entra en un campo magnétco perpendcularmente a las líneas del campo. Explcar cómo se modfca su trayectora y cuál es la razón de esa modfcacón. Empléense los dagramas necesaros para lustrar la explcacón. B) ey de Ampère. Enuncado. Aplcacón: explcar cómo puede usarse la ley de Ampère para calcular el campo magnétco a la dstanca r de un hlo conductor rectlíneo ndefndo que transporta la corrente I. POBEMA 1 (.5 p). Una onda sonora de 1700 Hz se propaga a través de are a 14.1 ºC, sendo la ampltud de la onda de presón gual a 0.04 Pa. A) Calculando los parámetros numércos necesaros, determnar la velocdad de propagacón y escrbr la ecuacón de la onda sonora suponendo que se propaga como onda plana. B) Al propagarse como onda plana, suponemos que la ampltud de la onda de presón se mantene constante. Calcular el nvel de presón. C) S la onda vajera se propaga por un tubo aberto en ambos extremos de modo que la reflexón de la onda en el extremo opuesto da lugar a la formacón el cuarto armónco de una onda estaconara, cuál debe es la longtud de ese tubo? Explcar. Datos para el are. Coefcente adabátco 1,40. Masa molecular 0,089 kg/mol. Constante de los gases = J/(K mol). Presón de referenca (nvel de presón sonora): 0 Pa. POBEMA (.5 p). En el crcuto sguente = 5 k. Determnar las lecturas de los amperímetros y A y de los voltímetros 1, y 3. ma POBEMA 3 (.5 p). os datos de los elementos del crcuto c.a. sere de la fgura son: = 10 ; = 100 rad/s; = 300 mh; = 50 ; C =. F. Obtenga los valores efcaces y desfases, y exprese además todas las magntudes como funcón del tempo: b) oltaje en la bobna. c) oltaje en la resstenca. d) oltaje en el condensador. e) Construr el dagrama fasoral de voltajes. 10 ecturas amperímetros (en ma) ecturas voltímetros (en ) = A = 1 = = 3 = A C

3 POBEMA 1 a) Determnamos la velocdad de propagacón en el are a partr de v T M Determnamos la frecuenca angular f Calculamos el número de ondas k v k MODEO A MODEO A p Datos para el are. Coefcente adabátco 1,40. Masa molecular 0,089 kg/mol. Constante de los gases = J/(K mol). Presón de referenca (nvel de presón sonora): 0 Pa. MODEO B T (ºC) = 15,4 T (ºC) = 14,1 f (Hz) = 440 f (Hz) = 1700 T (K) = 88,4 T (K) = 87,1 v (m/s) = 340,8 v (m/s) = 340,0 w (rad s -1 ) = 764,6 w (rad s -1 ) = 10681,4 k (rad m -1 ) 8,1 k (rad m -1 ) 31,4 (m) = 0,7746 (m) = 0,000 p max (Pa) = 0,0 p max (Pa) = 0,04 p rms (Pa) = 0, p rms (Pa) = 0,08847 p (db) = 57 p (db) = 63 ong (m) = 1,55 0,40 t 0.0 cos8.1 x t b) Cálculo del valor máxmo de presón max 0.0 MODEO A p p rms 0.01 MODEO B MODEO B p P p rms P log 5 10 max 0.04 p log t 0.04cos31.4 x t prms 10 log 10 0 log p Pa 57 db Pa 63 db 3 p rms P 10 ref p ref c) En el tubo se forma el cuarto armónco (n = 4), esto quere decr que en la longtud del tubo caben n = 4 semlongtudes de onda (= ). Como el tubo está aberto por ambos extremos, en ellos hay ventres: 4 / / 4 Onda estaconara en tubo aberto (4º armónco) Al fnal del apartado a) hemos calculado las longtudes de onda MODEO A m MODEO B FÍSICA APICADA. SOUCIONAIO EXAMEN ODINAIO MAYO m

4 POBEMA FÍSICA APICADA. SOUCIONAIO EXAMEN ODINAIO MAYO esultados numércos ma.5 1 A MODEO A MODEO B (k) = 10 5 (ma) = () = Correntes 1 (ma) = 1,150 1, malla (ma) = 0,065-0,5000 ectura (ma) = 1,150 1,0000 ectura A (ma) = 0,065 0, A ecturas 1 () = 1,875 1,5 de los () = 0,65 -,5 voltímetros 3 () = 1, Correntes de malla: Caídas de tensón:

5 POBEMA 3 MODEO A POBEMA 3 (.5 p). os datos de los elementos del crcuto c.a. sere de la fgura son los sguentes: = 10 ; = 400 rad/s; = 300 mh; = 50 ; C = F. Obtenga los valores efcaces y desfases, y exprese además todas las magntudes como funcón del tempo: b) oltaje en la bobna. c) oltaje en la resstenca. d) oltaje en el condensador. e) Construr el dagrama fasoral de voltajes. C FÍSICA APICADA. SOUCIONAIO EXAMEN ODINAIO MAYO 013 DATOS DE A FUENTE F. CATESIANA FOMA POA ef () f (Hz) e () Im () d (deg) 10 63,66 50,0 50,0 0 w (rad/s) = 400 ZC 113,6 113,6-90 Z 0,0 10,0 10,0 90 DATOS DE CICUITO /XC/X IMPEDANCIA CICUITO () () F. CATESIANA FOMA POA C (F), e () Im () j (deg) () 0 Z 50,0 6,4 50,4 7 (mh) INTENSIDAD (ma) F. CATESIANA FOMA POA e Im ma f (deg) I 196,8-5,0 198,4-7 I (t) = 80,6 cos( 400 t+ -7 º) OTAJES () F. CATESIANA FOMA POA e Im s (deg) 9,8-1,3 9,9-7 (t)= 14,0 cos( 400,0 t+ -7 º) C -,8 -,4,5-97 C (t)= 31,9 cos( 400,0 t+ -97 º) 3,0 3,6 3,8 83 (t)= 33,7 cos( 400,0 t+ 83 º) Im 3.8/83º 9.9/ 7º e C.5/ 97º I 198.4/7º ma

6 POBEMA 3 MODEO B POBEMA 3 (.5 p). os datos de los elementos del crcuto c.a. sere de la fgura son: = 10 ; = 100 rad/s; = 300 mh; = 50 ; C =. F. Obtenga los valores efcaces y desfases, y exprese además todas las magntudes como funcón del tempo: b) oltaje en la bobna. c) oltaje en la resstenca. d) oltaje en el condensador. e) Construr el dagrama fasoral de voltajes. INTENSIDAD (ma) F. CATESIANA FOMA POA e Im ma f (deg) I 175,3 65,9 187, 1 I (t) = 64,8 cos( 100 t+ 1 º) C FÍSICA APICADA. SOUCIONAIO EXAMEN ODINAIO MAYO 013 DATOS DE A FUENTE F. CATESIANA FOMA POA ef () f (Hz) e () Im () d (deg) ,986 50,0 50,0 0 w (rad/s) = 100 ZC 378,8 378,8-90 Z 0,0 360,0 360,0 90 DATOS DE CICUITO /XC/X IMPEDANCIA CICUITO () () F. CATESIANA FOMA POA C (F),0 379 e () Im () j (deg) () 0 Z 50,0-18,8 53,4-1 (mh) Im 9.4/ 1º OTAJES () F. CATESIANA FOMA POA e Im s (deg) 8,8 3,3 9,4 1 (t)= 13, cos( 100,0 t+ 1 º) C 4,9-66,4 70,9-69 C(t)= 100,3 cos( 100,0 t+ -69 º) -3,7 63,1 67,4 111 (t)= 95,3 cos( 100,0 t+ 111 º) 67.4/111 º I 187./ 1º e ma C 70.9/ 69º