PROBLEMAS VISUALES DE FÍSICA 3. Problema 1

Transcripción

1 PROBLEMAS VISUALES DE FÍSICA 3 Prblea Tal c e berva en la ft, la ftgrafía crrepnde a la picine cupada pr una efera que rueda in delizar pr un plan inclinad. En el intante inicial etá en la pición A. Al cab de 0,4 e itúa en la B, y al cab de 0,84 llega a C. Teniend en cuenta que el enrejad del fnd etá frad pr cuadrad de 0 c. de lad, deterina: a) el valr de g y calcula u errr b) la velcidad en B c) La velcidad en C OBSERVACIÓN: Anta el ángul de inclinación del plan, bervand la ft SOLUCIÓN Fundaent Un viient de rdadura pura de una efera bre un plan inclinad e caracteriza prque la fuerza de rzaient irve excluivaente para prducir un ent y n actúa c fuerza diipativa. En tal ca, entre la efera y el plan l hay un punt de cntact y la aceleración del centr de aa de la efera y la angular de rtación cuplen la ecuación: a α R dnde a, e la aceleración del centr de aa de la efera, α e la aceleración angular y R el radi de la efera. En la práctica curre que la fuerza de rzaient prduce un trabaj diipativ prque hay á de un punt de cntact entre l d cuerp y en cnecuencia la rdadura pura e laente un del. Cuand la efera y el plan n de ateriale uy pc defrable, el viient real e aprxia tant á al del de rdadura pura, in ebarg e requiere que el ángul β del plan inclinad ea pequeñ, para que n e prduzca delizaient. El del de rdadura pura pr un plan inclinad da lugar a la iguiente ecuacine de la que e deterina la aceleración del centr de aa. N β P F R En la figura etán repreentada la fuerza que actúan bre la efera

2 Tralación Rtación Rdadura pura P en β F R a F R R I α a α R Teniend en cuenta que el ent de inercia de la efera repect de un eje que pae pr u centr de aa e I R y cbinándla cn la ecuacine anterire a R g enβ R a genβ a a a gen β () R 7 En ete experient el plan fra un ángul de 0º cn la hrizntal y e trata de edir experientalente la aceleración del centr de aa, y a partir de ella calcular el valr de g que n daría el experient etableciend el errr relativ crrepndiente. Se ide AB y AC. Ntr he hech la edida bre una ftcpia iprea directaente del rdenadr. AB46.. ; AC3 Se ide la lngitud de ch cuadrad en la ftcpia, y e etablece la relación, 0,80 teniend en cuenta que 3 equivalen a 80 c reale. f x en la ftcpia Nta. L valre anterire pueden er diferente a l aquí antad dependiend del taañ de la ftcpia Se calculan l valre reale de la ditancia aplicand el factr de cnverión 0,80 0,80 ABreal 46 0,4 ; ACreal 3 0,689 La ecuación del viient unifreente acelerad e: 0 + v0t+ at 0,4 0 + v 0,4 + a 0,4 0, v 0,84 + a 0,84 Retand aba ecuacine Lleva ete valr a la ecuación () 0,4 0,4 0,689 0,84 v v 0,4 + a 0,84 + a 0, 836 0, 87 a (0,4 0,06) a, 08 0,87 v 0,836 v 0 + 0,06 a + 0,4 a,08 7 9,7 9,8,08 gen0º g 9,7 ε 00 % 7 en0º 9,8 Sutitui en la priera ecuación a,08 / 0,4 0,4 v 0,4 +,08 0,4 v 0,604 0,4 v v A 0,4 Aplica la ecuación de la velcidad,37

3 v v B C v v + a t,37 +,08 0,4,87 + a t,37 +,08 0,84 3,37 Prblea Reitencia, intenidad y diferencia de ptencial Ftgrafía Ftgrafía

4 Ftgrafía 3 Ftgrafía 4

5 En la cuatr ftgrafía la reitencia n la ia y el i plíetr. a) Indica qué ide el plíetr en cada ftgrafía. b) Có etán clcada la reitencia en erie en derivación? c) La tre reitencia n iguale, a partir de la ftgrafía deterina el valr de cada una de la reitencia. d) En la ftgrafía indica la intenidad de la crriente en aperi que paa pr el circuit. e) Teniend en cuenta l que indica el plíetr en la ftgrafía y 3, deduce el valr de la intenidad que paa pr el circuit. f) Cinciden dentr de l errre experientale la intenidad btenida en el apartad e) cn la lectura de la ftgrafía. g) Teniend en cuenta l que indica el plíetr en la ftgrafía 4 y l valre de la reitencia R y R, calcula la intenidad de la crriente que paa pr el circuit h) Si en lugar de la reitencia que aparecen en la ftgrafía e hubieen clcad tre iguale cn reitencia cada una diez vece ayr, predice qué indicaría el plíetr en cada una de la ftgrafía. SOL a) En la ftgrafía, el plíetr etá cnectad c óhetr y ide la reitencia de la tre en erie. En la el plíetr etá cnectad c aperíetr y ide la intenidad que paa pr la reitencia y la pila. En la 3, el plíetr etá cnectad c vltíetr y ide la diferencia de ptencial en la tre reitencia. En la 4 etá cnectad c vltíetr y ide la diferencia de ptencial entre la reitencia R y R. b) En erie c) La lectura del óhetr e: 0,30 kω 30 Ω y c la reitencia n iguale y etán en erie 30 R Equivalent e 30 R + R + R R 0,66 Ω 0Ω 3, d) La lectura el aparat e en iliaperi, pr tant en aperi e: 0,0 A 000 V 4,67 e) Aplica la ley de Oh: I 0,03 A R ttal 30 f) Cinciden l valre. V 3,03 g) Aplica la ley de Oh: I 0,049 A R + R h) Ftgrafía, El plíetr indicaría Ω3,06 kω. Ftgrafía.Teniend en cuenta el vltaje de la ftgrafía 3 y l valre de la reitencia 4,67 I 0,00A,A 3060 Ftgrafía 3. C la pila e la ia.indicaría 4,67 V Ftgrafía 4. Indicaría l i que en la ftgrafía 4, et e, 3,03 V

6 Prblea 3 Ft Ft

7 En aba ftgrafía el ray luin e deplaza de izquierda a derecha. El punt indicad pr la letra O e el punt dnde incide el ray luin. En la ftgrafía un ray de la luz incide en el punt O y paa de un edi aterial (lente eicilíndrica) a tr diferente (aire).en la ftgrafía la luz incide en el punt O y paa del edi aterial (aire) a tr diferente (lente eicilíndrica) a) Có e denina al fenóen repreentad en aba ftgrafía? b) Có de denina a la recta indicada pr 0-80 en la ftgrafía? c) En la ftgrafía qué ignifican la letra que aparecen en ella? d) Qué ley rige la archa del ray luin en aba ftgrafía? El índice de refracción del aire e la unidad e) Deterina en la ftgrafía, el índice de refracción de la lente eicilíndrica f) Deterina en la ftgrafía el índice de refracción de la lente eicilíndrica g) Calcula en la lente de la ftgrafía para qué ángul de incidencia el refractad e el ángul líite h) Si en la ftgrafía el ángul de incidencia fuee 30º cuánt valdría el ángul de refracción? SOL a) Refracción de la luz b) Nral c) La letra i indica el ángul de incidencia y r el de refracción d) Ley de Snell en i n en r n n e el índice de refracción del edi aterial pr dnde e deplaza el ray luin y n el edi aterial dnde penetra, i e el ángul de incidencia y r el de refracción. e) El ángul de incidencia e º la luz e deplaza pr el aire (índice de refracción un) y penetra en la lente iend el ángul de refracción 9º.Aplica la ley de Snell enº enº n en 9º n, en 9º f) El ángul de incidencia e 0º (la luz paa de la lente al aire) y el de refracción º enº n en0º enº n en0º g) El ángul líite e el ángul refractad de valr 90º,49 h) en 90,49 en i en 90º en i 0,67 i 46,8º,49 en 30º n en 30º, en r en r 0,37 r 4,3º,