CENTRO DE ESTUDIOS DE BACHILLERATO 4/2 LIC. JESÚS REYES HEROLES Elaborado por: I.Q.I. NICOLAS SANCHEZ HERNANDEZ Academia: CIENCIAS Asignatura: TEMAS SELECTOS DE FISICA II GUIA EXTRAORDINARIO Nombre del Alumno: Fecha y Semestre aplicación MAYO 2018 SEMESTRE 2018-B Turno: MATUTINO Guía para presentar el Examen extraordinario de Temas Selectos de Física II Mayo de 2018 Como apoyo a los alumnos del Centro de Estudios de Bachillerato 4/2, Lic. Jesús Reyes Heroles, se presenta esta guía de estudio, la cual tiene como objetivo fortalecer la preparación que el alumno dedique previo a la presentación del examen. La experiencia de la aplicación del mismo ha demostrado que los alumnos que resuelven guía son los que pueden aspirar a una calificación aprobatoria en dicho examen. Objetivo: Fortalecer los conocimientos de la asignatura de Temas Selectos de Física II para lograr un resultado aprobatorio en la presentación del examen extraordinario. Esta guía está estructurada en los 3 bloques del programa. Los cuales presentan un breve campo teórico con actividades de investigación y resolución de problemas, así como su discusión de análisis dimensional y la comprensión del fenómeno en estudio. Bloque 1 Aplica la Electricidad en su entorno natural Leyes de la electricidad, propiedades de la carga eléctrica y la ley fundamental de la electrostática, parte fundamental del estudio de fenómenos eléctricos, Ley de Coulomb. La electrodinámica vista a través de la ley de Ohm, ley de Kirchhoff y su aplicación en el análisis de circuitos eléctricos. Investiga los siguientes conceptos: Actividades: a) Que es carga eléctrica b) Que es un fenómeno eléctrico y menciones ejemplos c) Que establece la ley de Coulomb d) Que establece la ley de Ohm e) Que establece la ley de Kirchhoff f) Que es un circuito eléctrico de ejemplos con diagrama donde pueda explicar componentes y conexiones, voltaje, corriente, capacitor y resistencia g) Ecuaciones de capacitor y resistencia h) Circuitos con resistencias, capacitor y parámetros eléctricos
Resuelve los siguientes ejercicios: 1. Tres cargas se colocan en cada vértice de un triangulo equilátero de longitud de lado 20 cm, las cargas de la base son de +2 y +3 μc, la que está en el vértice superior es de +4 μc. Calcule la fuerza neta sobre la carga del vértice superior, debida a las otras dos cargas Ley de Coulomb 2. La cantidad de carga q (en C) que pasa a través de una superficie de área 2cm 2 varía con el tiempo como q= 4t 3 + 5t + 6, donde t está en segundos. Cuál es la corriente instantánea a través de la superficie en t = 1 s? La intensidad de corriente instantánea se define como: 3. Cuatro cargas puntuales están colocadas en las esquinas de un cuadrado que tiene 30 cm de lado. Calcule el potencial en el centro del cuadrado si a) cada una de las cargas es de +2 μc b) si dos cargas son de +2 μc y dos de -2 μc El potencial se define como 4. Dos alambres A y B de sección trasversal circular están hechos del mismo metal y tienen igual longitud, pero la resistencia del alambre A es tres veces mayor que la del alambre B. Cuál es la razón de las áreas de sus secciones trasversales? La resistencia en un alambre es definida como: 5. En el diagrama de un circuito eléctrico que tiene una diferencia de potencial de 50 Volts y una corriente de 5 amperes. Cuál será la resistencia? 6. Una resistencia de 2 ohms y otra de 4 ohms se conectan el paralelo, Cuál será su resistencia total? 7. Calcular la resistencia total de 3 resistencias de 500, 800 y 2500 ohms conectadas en serie.
8. Para el circuito que se muestra en la figura, determine la corriente en cada resistor y la corriente que sale de la fuente de 40 V. 9. Determine la resistencia equivalente entre los puntos a y b para la combinación que se muestra en la figura 10. Por una resistencia de 30 ohms de una plancha eléctrica circula una corriente de 4A al estar conectada a una diferencia de potencial de 120V. Qué cantidad de calor produce en cinco minutos?
Bloque 2 Describe fenómenos electromagnéticos Características de los imanes, propiedades de campo magnético relación de la electricidad y magnetismo, así como sus aplicaciones para el diseño de motores, generadores y transformadores eléctricos. Investiga los siguientes conceptos: Actividades: a) Que es un imán b) A que se refiere el magnetismo terrestre c) Que es el campo magnético y qué relación tiene con la electricidad d) Defina motor e) Defina generador f) Defina transformador g) Que diferencia existe en CC y CA h) Defina campo eléctrico y campo magnético i) Que es un pulso magnético j) Que es un PEM k) Dibuje las principales líneas de flujo magnético l) Ecuaciones de flujo magnético m) Que es inductancia n) Defina que es un transformador de aislamiento o) Dibuje los diagramas de onda de los circuitos c, r e I p) Realice un formulario con análisis dimensional de las formulas encontradas en su investigación. q) Que es frecuencia r) Que es ciclo s) Que es periodo t) Defina el voltaje de pico a pico u) Conversión de voltaje ac a dc Resuelva los siguientes ejercicios: 1. El primario de un transformador tiene 50 vueltas y una diferencia de potencial de 120 Volts. Cuantas vueltas deberá tener el secundario para obtener 180 Volts? 2. Calcular la inducción magnética o densidad de flujo en el aire, en un punto a 15cm de un conductor recto por el que circula una intensidad de corriente de 4A. 3. Calcular el radio de una bobina que tiene 500 espiras de alambre en el aire por la cual circula una corriente de 3A y se produce una inducción magnética en su centro de 12x10-3 T. 4. El primario de un transformador tiene 50 vueltas y una diferencia de potencial de 120 Volts. Cuántas vueltas deberá tener el secundario para obtener 180 Volts? 5. El primario de un transformador tiene 36 vueltas y una diferencia de potencial de 180 volts. Cuántas deberá tener el secundario para tener una diferencia de potencial de 300 volts? 6. El primario de un trasformador tiene 120 vueltas y tiene una diferencia de potencial de 300 volts. Calcular el voltaje del secundario que tiene 400 vuelta. 7. Un transformador de 240 vueltas en el primario está conectado a una línea de 120 volts. El secundario entrega en sus terminales 600 volts y 0.3 amperes. Cuántas vueltas hay en el secundario y que potencia es tomada de la línea?
8. En cierto instante, una bobina de 0.4 ohm y una autoinductancia de 200 mh porta una corriente de 0.30 A, la cual se incrementa a razón de 0.5 A/s a) Que diferencia de potencial existe a través de la bobina en ese instante b) Repitase si la corriente decrece a razón de 0.5 A/s 9. Cuando la corriente den una bobina cambia a una rapidez de 3 A/s, se encuentra que en otra bobina cercana se induce una fem de 7 mv Cuál es la inducción mutua de la combinación? 10. Un capacitor que ha sido cargado a un potencial de 2 x10 5 V es descarga a través de un resistor Cuál será el voltaje a través del capacitor después de cinco constantes de tiempo? Bloque 3: Mecánica ondulatoria. Actividades: Investigue además la ecuación en cada caso que corresponda en los siguientes incisos a) Que es onda b) Defina longitud de onda y su análisis dimensional c) Investigue que es reflexión de la luz d) Investigue que es refracción de la luz e) Que es profundidad aparente f) Que es frecuencia g) Que es distancia focal h) Que son los rayos notables i) Que es aumento (hablando de física óptica ) j) Que es interferencia constructiva k) Que es interferencia destructiva l) Que es polarización m) Que son los rayos x n) Que es el electrón volt o) Ecuación de las lentes p) Que es la aberración esférica q) Que es intensidad luminosa r) Que es flujo luminoso s) Como se propaga una onda sonora t) Como se propaga una onda de radio u) Que es am, dibuje v) Que es fm, dibuje w) Que es el vacío Resuelva los siguientes ejercicios: 1. Un bombillo de 60 w cuya eficiencia luminosa es de 14 ml/w se suspende a 2 m de una mesa. Cuál será la iluminación sobre la mesa directamente debajo del bombillo. 2. Por qué pueden propagarse en el vacio las ondas de la luz y no las sonoras? 3. Calcular la rapidez o magnitud de la velocidad con la que se propaga una onda longitudinal cuya frecuencia es de 120Hz y su longitud de onda es de 10m. 4. La cresta de una onda producida en la superficie libre de un líquido avanza 0.4m/s. Si tiene una longitud de onda de 6x10-3 m, calcular su frecuencia. 5. Un radar marino opera a una longitud de onda de 3.2 cm. Encontrar la frecuencia de las ondas de radar.
6. Se produce el resplandor de un rayo y 5 segundos después se escucha el ruido del trueno, calcular a qué distancia del observador cayó el rayo. La rapidez del sonido en el aire es de 340m/s. 7. Porque un haz de luz blanca que pasa perpendicularmente a través de un vidrio plano no se dispersa formando un espectro? 8. Un rayo de luz incide sobre un vidrio plano con un ángulo de incidencia de 50 grados si el ángulo de refracción es 30 grados, encontrar el índice de refracción del vidrio. 9. Una lente convergente tiene una distancia focal de 10cm y se coloca frente a ella un objeto de 3cm a una distancia de 12cm de la lente. Determinar: a) A qué distancia de la lente se forma la imagen? b) Cuál es su tamaño? 10. Cuál es la potencia de una lente que tiene una distancia focal de 25cm? Bibliografía recomendada: Pérez Montiel, H., Física General, México, Grupo Editorial Patria Cultural, 2004. Tippens, P., Física, conceptos y aplicaciones, México, Mc Graw-Hill, 2011. Mosca, Tipler, Física para la ciencia y la tecnología ıı a.ı ıvol. 1., Editorial Reverté, 2005. Raymond A. Serway and John W. Jewett, Jr., Física para ciencias e ingeniería.ı ıvol. 1., Cengage Learning, 2008. Esta guía ha sido formada con la colaboración de los profesores Onésimo Pérez, Celia Vázquez, Mauricio García, Oscar Sosa, Nicolás Sánchez