FÍSICA APLICADA A FARMACIA. 2º PARCIAL CURSO diciembre 2015 SOLUCIONES
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- Emilio Barbero Cuenca
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1 FÍCA APLICADA A FARMACIA. º PARCIAL CURSO diciembe 5 SOLUCIONES
2 PROBLEMA (Expeimenal) (.5 p) En un expeimeno paa medi el índice de efacción de una lámina de vidio se han medido los senos de los ángulos de incidencia i y de los ángulos de efacción indicados en la abla. (a) Enuncia la ley física que expesa la elación ene dichos ángulos y el índice de efacción. Qué es el índice de efacción y qué nombe ecibe dicha ley? (b) Qué aamieno de daos pocede paa deemina el valo de ese índice de efacción? (c) Realiza dicho aamieno de daos y calcula el índice de efacción juno con su eo. sen i D sen i sen D sen,76,8,74,9,39,8,4,8,55,7,34,8,6,7,39,8 (a) El índice de efacción es el cociene ene la velocidad de la luz c en el vacío c y la velocidad de la luz en un medio deeminado v. n v Ley de Snell (o de Descaes) esablece la elación ene los índices de efacción de los medios donde se popaga la luz y los senos de los ángulos de incidencia y efacción especivos n sini n sin (b) En nueso caso el pime medio es el aie, n =, y llamando n = n la ley de Snell queda sini nsin Po lo ano, paa deemina el índice de efacción debeemos epesena sin i (odenadas) fene a sin (abscisas), la pendiene de la eca esulane nos daá el índice de efacción n. (c) Taamieno de daos (gáfica en anspaencia siguiene) Física Aplicada a Famacia. Cuso 5-6. º pacial diciembe/5 i n n i sen i D sen i sen D sen,76,8,74,9,39,8,4,8,55,7,34,8,6,7,39,8 D DD N DN,6,9,65,8 D DD N DN,4,8,65,7 D DD N DN,4,,34,
3 PROBLEMA (Expeimenal) Coninuación Física Aplicada a Famacia. Cuso 5-6. º pacial diciembe/5 (c) Taamieno de daos: usamos el méodo gáfico apoximado,65,6,55 Daos oiginales sen i D sen i sen D sen,76,8,74,9,39,8,4,8,55,7,34,8,6,7,39,8 Daos pocesado D DD N DN,6,9,65,8 D DD N DN,4,8,65,7 D DD N DN,4,,34, D, N m D N.35.3 N Dm DN D D DD Pendiene expeimenal m: valo acepado igual al índice de efacción n n.4.6 sin i,5,45,4,35,3 D, N D.4.3,5,5,,5,3,35,4,45 sin N.34.3 Noa: ineesa mucho señala que las coodenadas de los punos N y D son las de los véices del iángulo que nosoos consuimos a pai de nuesa eca apoximada, no necesaiamene las coodenadas del pime y del úlimo puno expeimenal. 3
4 PROBLEMA ( p) Una onda sonoa de fecuencia 8 Hz emiida po una fuene punual se popaga isóopamene a avés de aie a ºC. La poencia de la fuene es. mw. (a) Calcula la inensidad y nivel de inensidad a una disancia de m. (b) Escibi la ecuación de la onda sonoa a m. (c) A qué disancia dejaá de se audible esa fuene? (a) Inensidad a d = m como el sonido se popaga en foma isóopa, la poencia emiida po la fuene se disibuye sobe una esfea de m de adio I Nivel de inensidad L log I (b) Velocidad del sonido en el aie a ºC Paámeos de la onda f 8 6 ad/s v k 6 k 4.64 ad/m v Popagación eje X, senido posiivo, desfase inicial nulo A m la pesión cambia como MAS W I 4 d v g R T M.99 log Pesión máxima d = m p p Física Aplicada a Famacia. Cuso 5-6. º pacial diciembe/ W m db m/s.89 p I p v I v (c) La onda sonoa dejaá de se audible a la disancia x u en que la inensidad se haya educido hasa iguala el umbal de inensidad p Pa Daos aie: Masa molecula 8.9 g mol - ; densidad.9 kg m -3 ; coeficiene adiabáico g =.4. Consane univesal gases R = 8,34 J mol - K -. Nivel de efeencia inensidad I = - W m -. dao enunciado S.I. R (J mol - K - ) = 8,34 8,34 g =,4,4 M (g mol - ) = 8,9,89 (kg m -3 ) =,9,9 T (ºC) = 95 f (Hz) = 8 8 W (mw) =,, d (m) = I (W m - ) =,E- E- 3 x, p coskx 4.4 cos4.64 x 6 Pa 3, p cosk 4.4 cos9.8 6 Pa I W x W u 4 xu 4 I 4 4 Comenaio: en la pácica, y en amósfea libe donde exise uido de fondo, la fuene a la que se efiee ese poblema dejaía de oíse a una disancia basane meno que la calculada. 4 8m
5 PREGUNTA 3 (.5 p) Las dimensiones de una sala son m 5 m 3.5 m. En la misma hay 4 pesonas senadas que asisen a una confeencia de h de duación. Esima qué facción del oxígeno conenido deno de la sala se consumiá duane la celebación de ese aco Había algún poblema de suminiso de oxígeno si la sala se manuviese ceada y aislada del exeio duane la confeencia? Uiliza las ablas anexas paa ecaba los daos necesaios, y supóngase que la masa pomedio de los asisenes es de 65 kg. Volumen de la sala Tasas meabólicas apoximadas DU (hombe pomedio, años) W kg m D Acividad Domi, Acosado y despieo, Senado en posición eca,5 De pie,6 Pasea 4,3 Tembla hasa 7,6 Mona en biciclea 7,6 Taspala 9, Nada, Coa leña, Esquia 5, Coe 8, Fuene: Kane & Seheim, Física, abla., p. 58 Esa poencia (expesada en unidades de enegía po segundo y po kg de masa) se disipa gacias al consumo de oxígeno que pemie las eacciones meabólicas necesaias paa obene esa enegía, que se calcula muliplicando la poencia po el iempo El pomedio esánda de oxígeno necesaio paa las eacciones meabólicas nos indica qué volumen de oxígeno (en lios) es peciso paa obene cada kj de enegía (. kj/lio) Conenido enegéico Equivalene enemedio ipos alimenos Conenido enegéico géico de oxígeno kj g - kcal g - kj lio - kcal lio - Hidaos de cabono 7, 4,, 5, Poeínas 7,6 4, 8,7 4,5 Gasas 38,9 9,3 9,8 4,7 Eanol 9,7 7,,3 4,9 PROMEDIO ESTÁNDAR, Fuene: Kane & Seheim, Física, abla., p. 57 Consideamos a las 4 pesonas de la sala senadas en posición eca, po lo que la asa meabólica individual seá de.5 W kg -. Teniendo en cuena la masa pomedio dada en el enunciado, la poencia disipada en oal duane el anscuso de la confeencia seá Poencia disipada nº pesonas masa pomedio asa meabólica senado DU W n m m D Duane h eso supone una enegía de Física Aplicada a Famacia. Cuso 5-6. º pacial diciembe/5 kj W 44 kj. lio V V V 465,5 39 W 3936s.44 V 44 kj. kj lio m Facción de volumen V.695 f.4.4% V 75 Es una facción muy pequeña, no había poblemas de suminiso de oxígeno. W 7 J 44 kj 695 lio m
6 Física Aplicada a Famacia. Cuso 5-6. º pacial diciembe/5 PROBLEMA 4 ( p) La gáfica muesa la cuva de desinegación del iodo-3 ( 3 I). Se pide: (a) Obene de la gáfica la semivida de ese isóopo y calcula su consane de desinegación adiaciva. (b) La acividad de una muesa del isóopo es igual a 5. mci. Deemina su masa y cuáno iempo adaá en decae hasa.5 mci. (c) Si compaamos ese isóopo de iodo con el adio- 6 ( 6 Ra), cuál de ellos pesena mayo acividad? Ayuda: po definición cuio es igual a la acividad de g de 6 Ra (3.7 3 Bq). Dao: dn d N ln / dn d ln / N A m M 6,3 (a) Lecua dieca sobe la gáfica: / 8dias dn (b) Acividad: Bq d N A Tiempo paa que decaiga desde 5. hasa.5 mci : eso supone educi la acividad hasa la cuaa pae del valo inicial, po lo ano deben habe anscuido dos semividas ( 8 = 6 días). También puede compobase con la ecuación N N exp M / m ln N A / dn d Isóopo emanene (ano po ) ln,,9,8,7,6,5,4,3,, 5% 8 dias /, ln dia (días) Paa ene mci la masa necesaia es g mol 8 dia 864s dia 85s 4 g 3 ln 6.3 mol (c) Compaación: paa ene una acividad de Ci de 3 I la masa necesaia es = 8 mg, mienas que de 6 Ra es g (definición de cuio). Vemos pues que la acividad del 3 I es mucho mayo que la del 6 Ra. Ello hace especialmene peligoso a ese isóopo en caso de libeación accidenal al medio ambiene, como ocuió po ejemplo en el desase 6 de Chenobil. g
7 PREGUNTA 5 ( p) Indica si ondas sonoas y ondas elecomagnéicas pesenan o no la caaceísica indicada en la columna veical de la izquieda escibiendo o en la casilla coespondiene. Aención: odas las casillas deben ellenase, y cada fallo esaá. punos. PREGUNTA 6 ( p) Ondas longiudinales Ondas ansvesales Se efaca al pasa a un medio difeene Po encima de ciea fecuencia es ionizane Puede polaizase Se popaga en el vacío Física Aplicada a Famacia. Cuso 5-6. º pacial diciembe/5 Sonido Ondas elecomagnéicas Una lene divegene de poencia -6.5 diopías foma la imagen de un objeo a -9.6 cm de la lene (el signo negaivo de la imagen indica que ésa se foma en el lado de donde viene la luz). Calcula dónde se encuena el objeo. Es mayo o meno que la imagen? 8 P f ' s s' f ' f ' OBJETO s s m -6 cm f ' s' 6 F 6 IMAGEN Aumeno laeal 9.6 s' 9.6 m s 4 s 4 cm El objeo es. 5 m.4 8 f = -6 cm cm veces mayo que la imagen
8 Física Aplicada a Famacia. Cuso 5-6. º pacial diciembe/5 PROBLEMA (Expeimenal) (.5 p) En un expeimeno paa medi el índice de efacción de una lámina de vidio se han medido los senos de los ángulos de incidencia i y de los ángulos de efacción indicados en la abla. (a) dicha ley? (b) Qué aamieno de daos pocede paa deemina el valo de ese índice de efacción? (c ) Realiza dicho aamieno de daos y calcula el índice de efacción juno con su eo. sen i D sen i sen D sen,76,8,74,9,39,8,4,8,55,7,34,8,6,7,39,8 Enuncia la ley física que expesa la elación ene dichos ángulos y el índice de efacción. Qué es el índice de efacción y qué nombe ecibe PROBLEMA ( p) Una onda sonoa de fecuencia 8 Hz emiida po una fuene punual se popaga isóopamene a avés de aie a ºC. La poencia de la fuene es. mw. (a) Calcula la inensidad y nivel de inensidad a una disancia de m. (b) Escibi la ecuación de la onda sonoa a m. (c) A qué disancia dejaá de se audible esa fuene? Daos aie: Masa molecula 8.9 g mol - ; densidad.9 kg m -3 ; coeficiene adiabáico g =.4. Consane univesal gases R = 8,34 J mol - K -. Nivel de efeencia inensidad I = - W m -. Conenido enegéico Equivalene enemedio ipos alimenos Conenido enegéico géico de oxígeno kj g - kcal g - kj lio - kcal lio - Hidaos de cabono 7, 4,, 5, Poeínas 7,6 4, 8,7 4,5 Gasas 38,9 9,3 9,8 4,7 Eanol 9,7 7,,3 4,9 PROMEDIO ESTÁNDAR, Fuene: Kane & Seheim, Física, abla., p. 57 PREGUNTA 3 (.5 p) i Las dimensiones de una sala son m 5 m 3.5 m. En la misma hay 4 pesonas senadas que asisen a una confeencia de h de duación. Esima qué facción del oxígeno conenido deno de la sala se consumiá duane la celebación de ese aco Había algún poblema de suminiso de oxígeno si la sala se manuviese ceada y aislada del exeio duane la confeencia? Uiliza las ablas anexas paa ecaba los daos necesaios, y supóngase que la masa pomedio de los asisenes es de 65 kg. n n Tasas meabólicas apoximadas DU (hombe pomedio, años) W kg m D Acividad Domi, Acosado y despieo, Senado en posición eca,5 De pie,6 Pasea 4,3 Tembla hasa 7,6 Mona en biciclea 7,6 Taspala 9, Nada, Coa leña, Esquia 5, 8 Coe 8, Fuene: Kane & Seheim, Física, abla., p. 58 i
9 PROBLEMA 4 ( p) La gáfica muesa la cuva de desinegación del iodo-3 ( 3 I). Se pide: (a) Obene de la gáfica la semivida de ese isóopo y calcula su consane de desinegación adiaciva. (b) La acividad de una muesa del isóopo es igual a 5. mci. Deemina su masa y cuáno iempo adaá en decae hasa.5 mci. (c) Si compaamos ese isóopo de iodo con el adio- 6 ( 6 Ra), cuál de ellos pesena mayo acividad? Ayuda: po definición cuio es igual a la acividad de g, de 6 Ra (3.7 3 Bq) Dao: PREGUNTA 5 ( p) N A 6,3 Indica si ondas sonoas y ondas elecomagnéicas pesenan o no la caaceísica indicada en la columna veical de la izquieda escibiendo o en la casilla coespondiene. Aención: odas las casillas deben ellenase, y cada fallo esaá. punos. PREGUNTA 6 ( p) Isóopo emanene (ano po ) Ondas longiudinales Ondas ansvesales Se efaca al pasa a un medio difeene Po encima de ciea fecuencia es ionizane Puede polaizase Se popaga en el vacío Física Aplicada a Famacia. Cuso 5-6. º pacial diciembe/5,,9,8,7,6,5,4,3,, Sonido (días) Ondas elecomagnéicas Una lene divegene de poencia -6.5 diopías foma la imagen de un objeo a -9.6 cm de la lene (el signo negaivo de la imagen indica que ésa se foma en el lado de donde viene la luz). Calcula dónde se encuena el objeo. Es mayo o meno que la imagen?
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