PROBLEMAS VISUALES DE FÍSICA PVF15-1* Fotografía 1. Fotografía 2

Transcripción

1 PROBLEMAS VISUALES DE FÍSICA PVF5-* Fotograía Fotograía La otograía, corresponde a la posición de un taco de adera con un indicador etálico, por un plano inclinado. Al auentar la inclinación se pone en oviiento (otograía ), indicando 3 posiciones del extreo del indicador. Toando coo posición inicial A, a los 0,6s se encuentra en B y a los 0,64 s en C. Teniendo en cuenta que los cuadrados del enrejado tienen 0, de lado, deterina: a) La aceleración del oviiento del taco de adera b) El coeiciente dináico de rozaiento entre el taco y el plano Dato: g=9,8s -

2 SOLUCIÓN: En este experiento se hará deslizar un taco de adera sobre un plano inclinado etálico. Las ecuaciones que rigen el oviiento teniendo en cuenta la descoposición de uerzas en la dirección de plano (eje x) y en la perpendicular (eje y) son: g sen FR a g cos N De las que se obtiene: con FR N a = g sen - g cos (I) En este experiento el plano ora un ángulo de º con la horizontal (otograía ) y se trata de edir experientalente la aceleración del sistea, y a partir de ella calcular el valor del coeiciente dináico de rozaiento Se ide AB y AC. ( ya sea en otocopia, ya sobre pantalla plana de ordenador) AB=67.. ; AC=33 Se ide la longitud de cinco cuadrados en la otocopia, y se establece la relación, 0,50 teniendo en cuenta que 87 equivalen a 50 c reales. x 87 en la otocopia Nota. Los valores anteriores pueden ser dierentes a los aquí anotados dependiendo del taaño de la otocopia o del auento de la pantalla de ordenador y x F R g N Se calculan los valores reales de las distancias aplicando el actor de conversión 0,50 0,50 ABreal 67 0,79 ; ACreal 33 0, La ecuación del oviiento unioreente acelerado es: s s0 v0t at 0,79 0,6 0,79 0 vo 0,6 a 0,6 vo a 0,69 v0 0,3a 0,6 0,356 0,46 0,356 0 vo 0,46 a 0,46 vo a 0,77 vo 0,3a 0,46 Restando abas ecuaciones 0, 77 0, 69 a (0,3 0,3) a 0,8 s Teniendo en cuenta, según la otograía, α=º, llevando este valor a la ecuación () 0,8 9,8 senº-.9,8 cos º ; s s s 9,8 senº 0,8 s s 0,3 9,8 cos º s

3 PVF5--Circuito serie alterna*** En la otograía se ha dispuesto un circuito en serie que consta de una resistencia de 00 ohios, un condensador de icroaradio y una bobina. El circuito se ha unido directaente a un generador de ondas sinusoidales. El circuito lleva incorporado un voltíetro y un aperíetro en la escala de los iliaperios. La iagen del generador de ondas se ha apliado. La recuencia de la corriente se obtiene leyendo el dial y ultiplicando el resultado por diez. a) Deterina la recuencia de la corriente en hercios. b) Calcula la ipedancia del circuito c) Aditiendo que la resistencia óhica de la bobina es despreciable. Calcula el coeiciente de autoinducción de la bobina para la recuencia edida en a). d) Calcula la resistencia de cada uno de los tres eleentos del circuito. e) Escribe la ecuación de l voltaje del generador aditiendo que no tiene ángulo de ase. ) Calcula el ángulo de desase entre el voltaje del generador y la intensidad de la corriente. g) Escribe la ecuación de la intensidad de la corriente del circuito.

4 SOLUCIÓN a) 40*0 = 400 Hz Vez 3,00V b) Z 8Ω 3 I 5,4.0 A ez c) Z R Lω L 8 Z R Lω π 400 π 400 0,00 H L Z R ω Resistencia debida al condensador Resistencia debida a la bobina X L 0 XC 6 3,7 Ω π 400 Lω 0,00 π ,9 Ω e) El voltíetro ide el voltaje eicaz el cual está relacionado con el voltaje áxio por la ecuación V Vez V V V ax sen V ez 3,00 4,4 V π t 4,4sen π400 t 4,4sen 800 πt ) En el apartado d), heos calculado que X L XC, lo que signiica que la intensidad de la corriente está retrasada respecto de la tensión tag φ Lω R 75,9 3,7 φ 0,556 rad 3,9º 00 g) Calculaos la intensidad áxia I ax I ez 5,4.0 3 I 0,0359 sen I 35,9 sen 800 π t 0,556 A 0,0359 A π t - φ 0,0359 sen 800 π t 0,556 A

5 PVF5-3. Relexión y reracción de la luz** En la otograía un rayo luinoso I, procedente de un láser incide sobre una lente seiesérica de plástico. Aparecen dos rayos designados con las letras A y B. a) Indica cuál es el rayo relejado y cuál el reractado. b) Indica qué línea es la noral en el punto de incidencia c) Mide en la otograía los valores de los ángulos de incidencia i =, relejado r= y reractado r = d) Calcula el índice de reracción de la lente seiesérica. e) Deterina el ángulo que oran entre sí el rayo relejado y el reractado. ) Deterina cuál es el ángulo líite para el sistea lente seiesérica-aire. g) Si el ángulo que oran entre sí los rayos relejado y reractado uese de 90º, deterina cuál es el valor del ángulo de incidencia para este caso.

6 SOLUCIÓN a) el rayo relejado es el A y el reractado el B b) La línea 0-80 c) i=65º, r=65º, r =35º d).sen 65º= n sen 35 ; n=,58 e) 80º ),58 sen l = sen 90º ; l =39,3º g) Para este caso en que r+r =90º; coo i = r ; i+r =90º (). Por otra parte se cuple:.sen i =,58 sen r (). Para resolver el sistea entre () y () recurrios al tanteo. Daos valores a i hasta encontrar el que satisace la ecuación () En la otograía cuando i = 65º, i+r =00º. El ángulo buscado es enor de 65º i 64º sen 64º,58sen r i 60º sen 60º,58sen r i 55º sen 55º,58sen r r r r 34,7º 64º 34,7º 98,7º 90º 33,º 60º 33,º 93,º 90º 3,º 55º 3,º 86, 90º El ángulo de incidencia está coprendido entre 60 y 55º i 57º sen 57º,58sen r i 58º sen 58º,58sen r r r i 57,5º sen 57,5º,58sen r i 57,6º sen 57,6º,58sen r i 57,7º sen57,7º,58senr 3,º 57º 3,º 89,º 90º 3,5º 58º 3,5º 90.5º 90º r r r 3,3º 57,5º 3,3º 89,8º 90º 3,3º 57,6º 3,3º 89.9º 90º 3,3º 57,7º 3,3º 90º 90º