Fotografía 1. Fotografía 2

Transcripción

1 PROBLEMAS VISUALES DE FÍSICA PVF17-1*** Fotografía 1 Fotografía Lo vehículo A y B, e ueven con velocidade contante. La do fotografía etán realizada con un intervalo de 4. La ditancia F 1 F ( ver foto ) entre farola e de 50. Con eo dato deterina: a) La velocidad relativa de B repecto a A b) La pendiente de la carretera (100. F P/F 1 F ) c) La potencia que deberá dearrollar el otor de A para antener u velocidad, acendiendo por la pendiente (Maa de A=000kg), conociendo que la reitencia que ofrecen lo neuático a la carretera e la vigéia parte de la coponente noral de u peo. d) Deberá frenar B para antener contante u velocidad, i u aa e iilar a la de A? NOTA: Se deprecia la reitencia aerodináica debido a u pequeña velocidad g=9,8/

2 SOLUCIÓN: Calculao el factor ecala, en la foto 1 y, dado que conoceo la ditancia real entre farola Factor1 0,75 ; Factor 0, Toando coo referencia, la farola F1 de la derecha, edio ditancia dede la farola a la parte delantera de cada vehículo, conociendo el factor de converión en cada foto deterinando aí la poicione reale del vehículo. Se toan la poicione a la derecha de la farola F1 poitiva y a la izquierda negativa. Foto 1. Foto A 5. 1,37 A , B -5. 6,87 B , Por lo tanto para hallar el deplazaiento retao a la poición final, la inicial reulta: d A =-9,40-(1,37)=-30,77 d B =15,93-(-6,87)=,80 Coo el intervalo de tiepo e el io para lo do vehículo, e calculan la velocidade. 30,77,80 va 7,69 vb 5,7 4 4 La velocidad relativa de B repecto a A, e: vba 5,7 7,69 13,39 NOTA: LOS VALORES PUEDEN VARIAR SEGÚN LA ESCALA TOMADA b) Cálculo de la pendiente y el ángulo para conocer lo apartado b, c y d. En la fotografía, edio en la ditancia F 1 F y PF. Coo la pendiente e una relación no hace falta aplicar el factor ecala. PF 9 Pendiente , 6% F1F 197 Coo en el triángulo forado, el co β = en α=4,6/100=0,046; α=,6º c) Para que uba a velocidad contante, la ua de la fuerza en la dirección de la velocidad deberá er nula. Según la foto apliada A, la fuerza que habrá que vencer para tener ea velocidad, erá F gen R N R N g co 0 gen 000 kg.9,8.0, , 6N Fotografía A N g co R 100 kg.9,8.0, N 0 0 F gen R 901, ,6 N La fuerza F ejercida por el otor y el vector velocidad tienen igual dirección y entido de odo que foran 0º. La potencia dearrollada por el otor vale: PA F. va F. v.co 0º PA F. va F. v.co 0º 1880,6 N.7, ,8 w

3 d) F gen R 901,6-979N=-77, 4N B En el cao de B, la pendiente lo haría decender con un oviiento acelerado, pero ería frenado por la reitencia de la rueda que ería ayor, por lo tanto no debería.frenar. ino aplicar la potencia del otor para antener dicha velocidad. OBSERVACION Dado que el error de regla uele er de +/- 1, lo reultado pueden variar, incluo llegar a pendiente de 6,5, y ángulo de 3,7º

4 PVF17--Leye de Kirchhoff*** Fotografía 1 Fotografía La do fotografía correponden al io circuito eléctrico, pero hay una diferencia en la colocación del aparato de edida. La fuerza electrootriz de la pila e 4,5 V y u reitencia interna e depreciable. El aparato de edida e un aperíetro en la ecala de 00 A. a) Haga un equea del circuito de la fotografía 1 b) Aplique la egunda ley de Kirchhoff y deterine el valor de R c) Haga un equea del circuito de la fotografía d) Aplique la egunda ley de Kirchhoff y deterine el valor de R

5 SOLUCIÓN a) El equea del circuito de la fotografía 1 e el iguiente: A R R R Equea de fotografía1 b) Oberve que la do reitencia ituada á a la derecha etán en paralelo y u reitencia equivalente e R. El nuevo equea e el iguiente A R I R/ I Nuevo equea de Fotografía 1 I Para la alla que contiene la pila y la reitencia R: I R 4,5 Para la alla que contiene la reitencia R/ y R: I1 R I I I I1R 0 I1 I I1 I I I Según la lectura del aperíetro 3 I 80,4 A I1 80,4 10,6 A Sutituyendo lo valore en la ecuación priera 4,5 R 10,6 80,

6 c) El equea de la fotografía e el iguiente: A 4,5 V R R R Equea fotografía A 4,5 V R/ R I I Nuevo equea fotografia I Ete e el nuevo equea del circuito uperior. d) Oberve que la do reitencia ituada a la izquierda del aperíetro etán en paralelo y u reitencia equivalente e R. Para la alla que contiene la pila y la reitencia R/ R I 4,5 I1 Para la alla que contiene la reitencia la reitencia R y R/, y el aperíetro Según la lectura del aperíetro I R I I1 0 3I I1 I1 3 R I 3 4,8 18,4 A Sutituyendo lo valore en la ecuación priera. 4,5 R 105 Ω 3 18,4 4,8 10 Nota. En teoría lo do valore obtenido para la reitencia R deberían er iguale. Sin ebargo etao tratando con un hecho experiental en el que exiten errore en lo aparato de edida y adeá la fotografía no on iultánea, por lo que quizá un cabio en la fuerza electrootriz de la pila puede introducir un cabio en la lectura del aperíetro. Eto no e á que una prueba de la neceidad de edir varia vece una deterinada agnitud con la eperanza de que el valor proedio etadítico no acerque al valor verdadero.

7 PVF17-3**. Epectro de raya del odio Fotografía 1 Fotografía La fotografía 1 repreenta un epectrocopio regitrando la luz procedente de una lápara de odio. A iple vita, tal coo e oberva en la fotografía, la lápara eite una luz aarilla. No obtante al analizarla con el epectrocopio aparecen una erie de raya brillante obre fondo ocuro (fotografía ), e el llaado epectro de raya del odio. Sabeo que ea raya e producen coo conecuencia de alto electrónico entre lo nivele energético del átoo. La raya aarilla e produce cuando un electrón ituado en el nivel 3p paa al nivel fundaental 3. La diferencia de energía entre eo do nivele aparece en fora de luz del epectro viible. La otra raya on debida tabién a alto electrónico entre nivele de energía. El epectro continuo de la fotografía 1 e el epectro de la luz blanca en la que aparecen lo colore de fora continua. Con la ecala inferior e puede deterinar la longitud de onda de cada raya del epectro del odio. Dato: Contante de Planck, h=6, J/ ; carga del electrón, q=-1, C Velocidad de la luz, c= 3, /, Núero de Avogadro N A = 6,0.10 3

8 a) Deterina la longitud de onda de la raya aarilla del epectro del odio b) Calcula la frecuencia de la luz aarilla del odio c) La raya aarilla e produce por un alto electrónico dede el nivel excitado 3p al 3. Si la energía de ete últio nivel e -5,1 ev, deterina la energía del nivel 3p. d) El alto electrónico dede el nivel 7 de energía -0,57 ev al nivel 3p produce una raya del epectro. Identifica qué raya e e) Calcula la energía de ionización del odio por átoo y por ol. f) Calcula la diferencia de energía entre lo extreo del epectro viible de la luz.

9 SOLUCIÓN a) Leyendo directaente en la foto -7 b) c T c 3, , , c) E h 6,66.10 J5, , J El ev e una unidad de energía y e la que adquiere un electrón cuando e oete a una diferencia de potencial de un voltio 1eV= 1, C*1 V = 1, J 19 ev E 3,3.10 J,07eV 19 1,60.10 J El nivel 3p tiene ayor energía que el 3, luego u energía e. E 3p 5,1,07 3,05 ev d) ,60.10 J3,00.10 hc h c 7 E h 5, n 19 E 1,60.10 J 3,05 0,57eV ev Correponde a la quinta raya del epectro contando de izquierda a derecha en la fotografía. e) La energía de ionización del odio e la energía que ha de uinitrae al electrón á externo del odio, en u etado fundaental, para epararlo del átoo. Según la definición anterior y dado que hay que llevar al electrón fuera del odio, eto e, llevarlo a energía nula, la energía de diociación del odio e: 19 1,60.10 J I 5,1eV ev 19 I 8,0.10 J 6, , J por cada átoo J 494 kj por ol de átoo de odio f) Según la fotografía lo extreo del epectro viible correponden a longitude de onda dede 690 n a 410 n. E 690 c h h E 6, ; E 410 c h J 3, E E E hc , J