SEMANA 15

FÍSICA IV

GRUPOS 6IM9 Y 6IM11

EL ENLACE A LA PRESENTACIÓN SEMANAL ESTA A CONTINUACIÓN:

PRESENTACIÓN SEMANAL

LAS ACTIVIDADES DE LA SEMANA SON:

Resuelve los siguientes problemas en su formato correspondiente:

1.- La masa suspendida de la figura se tira hacia abajo y luego se suelta, por lo que oscila con MAS. Un estudiante determina que el tiempo transcurrido para 50 vibraciones completas es de 74.1 s. ¿Cuáles son el periodo y la frecuencia del movimiento?

Solución: T= 1.48 s , f= 0.675 Hz

2.- Se fija una masa m a un resorte como se muestra en la figura, y luego se tira de ella 6 cm a la derecha y entonces se la suelta. Vuelve al punto donde se le soltó en 2 s y sigue oscilando con movimiento armónico simple, (a) ¿Cuál es su velocidad máxima? (b) ¿Cuál es su posición y velocidad 5.2 s después de que se le soltó?

Respuestas: a) v= —0.188 m/s, b) x=—0.0485 m, v=+0.111 m/s

 3.- Un cuerpo vibra con una frecuencia de 1.4 Hz y una amplitud de 4 cm. ¿Cuál es la velocidad máxima?, ¿Cuál es su posición cuando la velocidad es cero?

Respuestas: ±0.351 m/s, x = ± 4 cm

4.- Un objeto que oscila con un periodo de 2 s es desviado hasta una distancia de x = +6 cm y luego se suelta. ¿Cuáles son su velocidad y su aceleración 3.20 s después de ser soltado?

Respuestas: +11.1 cm/s, 0.479 m/s2

5.- Una partícula que se mueve de acuerdo a un movimiento armónico simple tarda 1 s en llegar de un extremo a otro de su trayectoria a otro. Sabiendo que la distancia que separa ambas posiciones es de 16 cm, y que el movimiento se inicia en un extremo de la trayectoria, determina:

a) El periodo del movimiento

b) La posición de la partícula a los 1.5 segundos

c) La amplitud máxima de las oscilaciones

Respuestas: a) T= 2 s, b) x=0 (punto de equilibrio), c) 8 x 10-2 m

Realizar un trabajo de investigación (en el formato correspondiente) sobre la función de onda del MAS y los tipos de ondas. Debe de incluir los temas

- Cómo se estructura la ecuación de una onda y el significado de cada literal.

-  Cómo se define a una onda mecánica

- Cómo se define a una onda electromagnética

- Cómo se determina la rapidez de propagación de una onda en una cuerda

- Explica brevemente en que consisten los siguientes fenómenos en la propagación de ondas auxiliándote con una figura para cada caso:

a) Reflexión.

b) Difracción.

c) Refracción.

d) Interferencia.

e) Polarización.

 Semana 15

Física II
Grupos 4IM09 y 4IM10

Actividades

La presentación semanal se encuentra en el siguiente enlace:

 Presentación

Las actividades de la semana se presentan a continuación:

Realiza los siguientes problemas (En el formato correspondiente y sin omitir ningún punto):

1.- Un resorte se deforma 20 cm cuando se ejerce sobre éste una fuerza de 24 N. Determine:

a) El valor de la constante elástica del muelle.

b) El alargamiento del muelle al ejercer sobre él una fuerza de 60

Respuestas: a) k=120 N/m ; b) 0,5 m

2.-  Un resorte tiene una constante de 150 N/m y tiene 35 cm en su posición de equilibrio. Calcular:

a) La fuerza que debe de realizarse sobre el resorte para que su longitud llegue a 45 cm.

b) La longitud cuando se aplica una fuerza de 18 N

Respuestas: a) 15 N ; b) 0.47 m

3.- Una varilla metálica de 4 m de largo y sección 0,5 cm2 se estira 0,20 cm al someterse a una tensión de 5000 N. ¿Qué módulo de Young tiene el metal?

Respuesta: 2 x 10⁺¹¹ Pa

4.- Un alambre de acero de 2.0 m de largo en un instrumento musical tiene un radio de 0.03 mm. Cuando el cable está bajo una tensión de 90 N: ¿cuánto cambia su longitud? Dato: el módulo de Young del acero es 200 x 109 N/m2

Respuestas: ∆L= 0.0294 mm

5.- Un cable de Nylon de 3 m de longitud se alarga 12 mm bajo la acción de una fuerza de 400 N. si el diámetro del cable son 2.6 mm. Calcule el módulo de Young del Nylon.

Respuesta: Y= 1.88 x 10⁺¹⁰ Pa

Realice un trabajo de investigación (con todos los puntos establecidos en el formato correspondiente) sobre el tema:

Hidrostática (Densidad, peso específico y densidad relativa. Presión, Presión absoluta, presión atmosférica. Principio de Torricelli,  Principio de pascal y principio de Arquímedes)

 FÍSICA II

SEMANA14

4IM09 Y 4IM10

ACTIVIDADES:

a) Realiza los siguientes problemas (En el formato correspondiente y sin omitir ningún punto):

1.- Un resorte se deforma 20 cm cuando se ejerce sobre éste una fuerza de 24 N. Determine:

a) El valor de la constante elástica del muelle.

b) El alargamiento del muelle al ejercer sobre él una fuerza de 60

Respuestas: a) k=120 N/m ; b) 0,5 m

2.- Un resorte tiene una constante de 150 N/m y tiene 35 cm en su posición de equilibrio. Calcular:

a) La fuerza que debe de realizarse sobre el resorte para que su longitud llegue a 45 cm.

b) La longitud cuando se aplica una fuerza de 18 N

Respuestas: a) 15 N ; b) 0.47 m

3.- Una varilla metálica de 4 m de largo y sección 0,5 cm2 se estira 0,20 cm al someterse a una tensión de 5000 N. ¿Qué módulo de Young tiene el metal?

Respuesta: 2 x 10⁺¹¹ Pa

4.- Un alambre de acero de 2.0 m de largo en un instrumento musical tiene un radio de 0.03 mm. Cuando el cable está bajo una tensión de 90 N: ¿cuánto cambia su longitud? Dato: el módulo de Young del acero es 200 x 109 N/m2

Respuestas: ∆L= 0.0294 mm

5.- Un cable de Nylon de 3 m de longitud se alarga 12 mm bajo la acción de una fuerza de 400 N. si el diámetro del cable son 2.6 mm. Calcule el módulo de Young del Nylon.

Respuesta: Y= 1.88 x 10⁺¹⁰ Pa

b) Contesta correctamente el siguiente cuestionario:

1. ¿Qué establece la Ley de Hooke sobre la fuerza necesaria para estirar o comprimir un resorte? a) Es inversamente proporcional al desplazamiento. b) Es directamente proporcional al cuadrado del desplazamiento. c) Es directamente proporcional al desplazamiento. d) Es independiente del desplazamiento.

2. ¿Cuál de las siguientes unidades se utiliza comúnmente para la constante de elasticidad de un resorte (k)? a) Metros (m) b) Newtons (N) c) Newtons por metro (N/m) d) Joules (J)

3. Un resorte se estira 0.2 metros cuando se aplica una fuerza de 10 Newtons. ¿Cuál es la constante de elasticidad del resorte? a) 2 N/m b) 50 N/m c) 0.02 N/m d) 10.2 N/m

4. ¿Qué sucede con la energía potencial elástica almacenada en un resorte cuando se comprime o estira más? a) Disminuye linealmente. b) Aumenta linealmente. c) Disminuye cuadráticamente. d) Aumenta cuadráticamente.

5. El límite elástico de un resorte es la máxima deformación que puede experimentar sin: a) Romperse inmediatamente. b) Volver a su longitud original. c) Almacenar energía potencial. d) Calentarse significativamente.

c) Realice un trabajo de investigación (con todos los puntos establecidos en el formato correspondiente) sobre el tema:

Trabajo sobre un resorte y energía potencial elástica (cambios de energía sobre un resorte sobre el que actúa una fuerza variable). 

                                                                             FÍSICA IV

GRUPOS 6IM9 Y 6IM11

ACTIVIDADES SEMANA 14

A.- Realiza un resumen de los siguientes videos:

Inducción Electromagnética (Tips con Ejemplos)

Transformador (Teoría)

Funcionamiento de un generador

B.- Problemas (Resuelve en el formato correspondiente):

Problema

Una bobina circular, formada por 100 espiras de 5 cm de radio, se encuentra situada perpendicularmente a un campo magnético de 0,24 T. Determina la f.e.m inducida en la bobina en los casos siguientes referidos a un intervalo de tiempo igual a 0,05 s:

a) se duplica el campo magnético;

b) se anula el campo magnético;

c) se invierte el sentido del campo magnético;

d) se gira la bobina 90º en torno al eje paralelo al campo magnético;

e) se gira la bobina 90º en torno al eje perpendicular al campo magnético.

Respuestas

Problema

Respuestas

Problema

Problemas con transformadores

1.- Calcula el número de espiras de una bobina secundaria de un transformador ideal utilizado para elevar la tensión de 120 V a 1800 V, sabiendo que en la bobina primaria tiene 100 vueltas.

Respuesta= 1500 Vueltas

2.- La intensidad de corriente en el secundario de un transformador utilizado para elevar la tensión de 120 a 980 V es de 2 A. Suponiendo un rendimiento del 100%, calcular la intensidad de corriente del primario.

Respuestas

 FÍSICA IV

SEMANA 13

GRUPOS 6IM09 Y 6IM11

Descarga la presentación semanal en el siguiente enlace:

Inducción Electromagnética

Actividades:

Responde los siguientes problemas:

1.- Una bobina circular con 100 espiras tiene un radio de 5 cm y está colocada perpendicularmente a un campo magnético uniforme. El campo magnético aumenta a una tasa constante de 0.2 T/s. Calcula la magnitud de la fuerza electromotriz (FEM) inducida en la bobina.

Respuesta: FEM= −0.157V

2.- Un solenoide largo con 500 vueltas y un área de sección transversal de $2\times 10^{-4}{\text{m}}^2$ tiene un campo magnético dentro de él que disminuye linealmente de 0.5 T a 0.1 T en un intervalo de tiempo de 0.2 segundos. Si el solenoide está conectado a una resistencia de 10 Ω, calcula la magnitud de la corriente inducida en el circuito.

Respuesta: I= 0.02A (FEM=0.2V)

3.- Una bobina circular, formada por 100 espiras de 5 cm de radio, se encuentra situada perpendicularmente a un campo magnético de 0,24 T. Determina la f.e.m inducida en la bobina en los casos siguientes referidos a un intervalo de tiempo igual a 0,05 s:

a) se duplica el campo magnético;

b) se anula el campo magnético;

c) se invierte el sentido del campo magnético;

d) se gira la bobina 90º en torno al eje paralelo al campo magnético;

e) se gira la bobina 90º en torno al eje perpendicular al campo magnético.

Respuestas

Responde correctamente el siguiente cuestionario: 

Instrucciones: Elige la respuesta correcta para cada pregunta.

1. ¿Quién descubrió el fenómeno de la inducción electromagnética? a) Isaac Newton b) Albert Einstein c) Michael Faraday d) Nikola Tesla

2. La inducción electromagnética es el fenómeno por el cual se produce una fuerza electromotriz (FEM) en un conductor cuando éste: a) Se calienta b) Se enfría c) Se mueve a través de un campo magnético cambiante d) Se ilumina con luz intensa

3. La Ley de Faraday de la inducción establece que la magnitud de la FEM inducida en un circuito es directamente proporcional a: a) La resistencia del circuito b) La intensidad del campo magnético c) La rapidez con la que cambia el flujo magnético a través del circuito d) La longitud del conductor

4. La dirección de la corriente inducida en un circuito está dada por la Ley de Lenz, la cual establece que la corriente inducida fluye en una dirección que: a) Aumenta el campo magnético original b) Disminuye el campo magnético original c) Se opone al cambio en el flujo magnético que la produce d) Es paralela al campo magnético original

5. ¿Cuál de los siguientes dispositivos se basa en el principio de la inducción electromagnética para generar electricidad? a) Un resistor b) Un capacitor c) Un generador eléctrico d) Un interruptor

6. El flujo magnético (Φ) a través de una superficie se define como: a) La fuerza magnética por unidad de carga en movimiento. b) La cantidad de líneas de campo magnético que atraviesan esa superficie. c) La energía almacenada en un campo magnético. d) La velocidad de las cargas eléctricas en movimiento.

7. ¿Qué unidad se utiliza para medir el flujo magnético? a) Tesla (T) b) Amperio (A) c) Weber (Wb) d) Voltio (V)

8. Una bobina de alambre se mueve dentro de un campo magnético uniforme. ¿En qué situación NO se inducirá una corriente en la bobina? a) Cuando la bobina se mueve perpendicularmente a las líneas de campo. b) Cuando la bobina se mueve paralelamente a las líneas de campo. c) Cuando la bobina gira dentro del campo magnético. d) Cuando la intensidad del campo magnético cambia.

9. ¿Qué dispositivo utiliza la inducción electromagnética para cambiar el voltaje de corriente alterna de un nivel a otro? a) Un diodo b) Un transistor c) Un transformador d) Un motor eléctrico

10. Si el número de vueltas en una bobina aumenta, manteniendo el mismo cambio en el flujo magnético y el mismo intervalo de tiempo, ¿qué sucede con la FEM inducida? a) Disminuye b) Aumenta c) Permanece igual d) Se invierte la polaridad.

FÍSICA II

SEMANA 13

GRUPOS 4IM09 Y 4IM10

Ingresa a la presentación semanal en el siguiente enlace:

PROPIEDADES DE LA MATERIA

Actividades

Realiza un resumen de los siguientes videos:

Propiedades de la Materia

Estados de Agregación

Contesta el siguiente cuestionario:

Instrucciones: Elige la respuesta correcta para cada pregunta.

1. ¿Cuál de las siguientes NO es una propiedad general de la materia? a) Masa b) Volumen c) Densidad d) Temperatura

2. La propiedad de la materia que describe la cantidad de espacio que ocupa un objeto se conoce como: a) Masa b) Volumen c) Inercia d) Impenetrabilidad

3. ¿En qué estado de agregación las partículas tienen una gran libertad de movimiento y pueden comprimirse fácilmente? a) Sólido b) Líquido c) Gaseoso d) Plasma

4. Un material que tiene una forma y un volumen definidos se encuentra en estado: a) Gaseoso b) Líquido c) Sólido d) Coloidal

5. El cambio de estado de un líquido a un gas se denomina: a) Fusión b) Solidificación c) Evaporación d) Condensación

6. ¿Qué sucede con la energía de las partículas de una sustancia cuando se enfría? a) Aumenta b) Disminuye c) Permanece igual d) Se transforma en masa

7. El proceso por el cual un sólido pasa directamente al estado gaseoso se llama: a) Sublimación b) Deposición c) Fusión d) Ebullición

8. ¿Cuál de los siguientes ejemplos representa un cambio químico? a) La evaporación del agua b) La disolución de azúcar en agua c) La oxidación de un clavo de hierro d) La congelación del jugo

9. La capacidad de un material para ser estirado en alambres delgados se conoce como: a) Maleabilidad b) Ductilidad c) Tenacidad d) Dureza

10. ¿Qué estado de la materia posee partículas cargadas eléctricamente (iones y electrones)? a) Sólido b) Líquido c) Gaseoso d) Plasma

Resuelve los siguientes problemas:

1.- Un resorte tiene una constante elástica (k) de 200 N/m. Si se aplica una fuerza de 50 N al resorte, ¿cuánto se estirará?

Respuesta:  0.25 metros.

2.- Un resorte se estira 15 cm cuando se le cuelga un objeto con un peso de 30 N. Calcula la constante elástica del resorte.

Respuesta: 200 N/m.

3.- Un resorte tiene una longitud inicial de 20 cm. Cuando se le aplica una fuerza de 10 N, su longitud aumenta a 25 cm. Calcula: a) La constante elástica del resorte. b) La fuerza necesaria para que la longitud del resorte sea de 30 cm.

Respuestas: a) 200 N/m b) 20N

                                                                                FÍSICA II

GRUPOS 4IM9 y 4IM10

ACTIVIDADES SEMANA 12

Actividades:

A.- Realiza un resumen de los siguientes videos:

Impulso, cantidad de movimiento y choques

Cálculo del coeficiente de restitución

B.- Resuelve los siguientes problemas (en el formato correspondiente):

1.- Una pelota de 500 g se desplaza de izquierda a derecha a 20 m/s. Un bat impulsa la pelota en la dirección opuesta a una velocidad de 36 m/s. El tiempo de contacto fue de 0.003 s. ¿Cuál fue la fuerza promedio sobre la pelota? 

Respuestas: 9 333 N

2.- Un niño que pesa 20 kg está quieto en un carrito. Cuando el niño salta hacia adelante a 2 m/s, el carrito es lanzado hacia atrás a 12 m/s. ¿Cuál es la masa del carrito? 

Respuestas: 3.33 kg

3.- Cuando un cohete de 60 g estalla, un trozo de 45 g es lanzado a la izquierda y el otro a la derecha, con una velocidad de 40 m/s. ¿Cuál es la velocidad del trozode45g? 

Respuesta v= -13.3 m /s

4.- Una pelota de 2 kg que se desplaza hacia la izquierda con una rapidez de 24 m /s choca de frente con otra pelota de 4 kg que viaja hacia la derecha a 16 m/s. (a) Encuentre la velocidad resultante si las dos pelotas se quedan pegadas después del choque, (b) Determine sus velocidades finales si el coeficiente de restitución es 0.80

Respuestas: a) v = 2.67 m/s, b) V! = 24 m /s v2 = —8 m /s

5.- Una bala de 12 g se dispara hacia un bloque de madera de 2 kg suspendido de un cordel, como muestra la figura 9.7. El impacto de la bala hace que el bloque oscile hasta 10 cm más arriba de su nivel original. Calcule la velocidad de la bala cuando golpea el bloque.

Respuesta: ub = 235 m/s

                                                                             FÍSICA IV

GRUPOS 6IM9 Y 6IM11

ACTIVIDADES SEMANA 12

A.- Resuelve los siguientes problemas, en el formato correspondientes:

1.- Una bobina rectangular de 12 vueltas, con lados de 40 cm de largo y 15 cm de ancho; transporta una corriente de 3 A. Esta situada en el plano xy como indica la figura, en un campo magnético uniforme B = -0.3 T i - 0.4 T k. Determinar: a) El momento magnético de la bobina b) El momento del par ejercido sobre la bobina.

Respuesta: a) μ = 2.16 Am 2 k b) Ƭ= -0.64 Nm j 

2.- Una bobina circular 20 vueltas de alambre esta en un campo magnético uniforme de 0.5 T de modo que la normal al plano de la bobina forma un ángulo de 60º con la dirección de B. El radio de la bobina es de 4 cm y por ella circula una corriente 3 A determine: a) La magnitud del momento magnético de la bobina b) La magnitud del momento del par ejercido sobre la bobina 

Respuesta: a) μ = 0.3 Am 2 b) Ƭ = 0.13 Nm  

3.- ¿Cuál es la magnitud del momento del par máximo que actúa sobre una bobina circular de 40 vueltas y un radio de 0.75 cm con una corriente de 1.6 mA?. Considere que esta situada en un campo magnético uniforme de 0.25 T

Ƭ = 28.27 x 10-7 Nm 

4.- Un alambre conductor se dobla en forma de cuadrado con una longitud de 6 cm para cada lado y se sitúa en el plano xy Si tiene una corriente de 2.5 A ¿cuál es el momento del par que actúa sobre el conductor si existe un campo magnético de 0.3T?: a) En la dirección z b) En la dirección x

a) Ƭ = 0 b) Ƭ = -2.70 Nm j

B.- Realiza un resumen de los siguientes videos:

Inducción electromagnética y Ley de Lenz

Marco Teórico Inducción Electromagnética