UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍAFacultad de Ingeniería Industrial y de Sistemas

ÁREA DE CIENCIAS BÁSICAS

CURSO : Física II CICLO : 2010 – IICODIGO : CB – 312 UDOCENTE : Joaquín Salcedo Torres FECHA : 07/12/10

5TA PRACTICA DIRIGIDA

1. (32.1)a) Cuanto tiempo le toma a la luz viajar de la Luna a la tierra una distancia de 384,000 Km?

b) La luz de la estrella Sirio tarda 8.61 años para llegar a la tierra. ¿Cuál es la distancia, en Kilómetros, de la estrella Sirio a la tierra?

2. (32.7)El haz de luz de un reflector llega a tener una magnitud de campo eléctrico de 1000 V/m, la cual corresponde a una diferencia de potencial de 1500 V entre la cabeza y los pies de una persona de 1.5 m de estatura iluminada por el reflector. ¿esto provoca que la persona sienta una descarga eléctrica fuerte?¿Por qué?

3. (32.9)Una onda electromagnética tiene CE dado por

E ( y , t )=−( 3.10 x105Vm ) k sen [ky−(12.65 x1012 rad /s) t ] .

a) ¿en qué dirección viaja la onda?b) ¿Cuál es su longitud de onda?c) Escriba la ecuación vectorial para B( y , t).

4. (32.1)Si se miden los campos eléctricos y magnéticos en un punto del espacio donde hay una onda electromagnética, es posible determinar la dirección de donde proviene la onda? Explique su respuesta.

5. (32.4)Hay dos categorías de luz ultravioletas. La ultravioleta A (UVA) tiene una longitud de onda que varía de 320 nm a 400 nm. NO es tan dañina para la piel y es necesaria para la producción de vitamina D. la UVB, con longitud de onda entre 280 nm a 320 nm , es mucho más peligrosa porque causa cáncer de piel.

A) Encuentre los intervalos de frecuencia de la UVA y la UVB.B) ¿Cuáles son los intervalos de los números de onda para la UVA y la UVB?

6. (32.5)Una onda electromagnética sinusoidal, que tiene un campo magnético de amplitud 1.25 μT y longitud de onda de 432 nm, viaja en la dirección +x a través del espacio vacío.

a) ¿Cuál es la frecuencia de esta onda?b) ¿Cuál es la amplitud del CE asociado?c) Escriba las ecuaciones para los campos eléctrico y magnético como funciones de x

y t en la forma de las ecuaciones (32.17) 7. (32.9)LA amplitud de CM de la onda electromagnética del láser descrito en el ejemplo 32.1

es alrededor de 100 veces mayor que el CM terrestre. Si con la luz de ese láser se iluminara una Brújula, ¿debemos esperar que la aguja se desvié? ¿Por qué?

8. (32.12)La amplitud del CE cerca de cierto transmisor de radio es de 3.85 x10−3V /m. ¿Cuál

es la amplitud de B? ¿Cómo se compara esta magnitud con la del campo terrestre?

9. (32.36)Considere una onda electromagnética sinusoidal con campos E=Emax❑ j sen ¿+∅)

con – π ≤ϕ≤ π . demuestre que B y E deben satisfacer las ecuaciones entonces Emax❑=c Bmax y ϕ=0. (El resultado ϕ=0 significa que los campos B y E oscilan en fase.)

10. (32.39)Una satélite que se encuentra a 575 Km sobre la superficie terrestre transmite onda electromagnéticas sinusoidales con frecuencia de 92.4 MHz uniformemente en todas las direcciones, con una potencia de 25 kW.

a) ¿Cuál es la intensidad de estas ondas cuando alcanza un receptor en la superficie terrestre directamente abajo del satélite?

b) ¿Cuáles son las amplitudes de los campos eléctrico y magnético en el receptorc) Si el receptor tiene un panel totalmente absorbente que mide 15 cm por 40 cm,

orientado con su plano perpendicular a la dirección en que viajan las ondas, ¿Cuál es la fuerza media que ejercen estas ondas sobre el panel? ¿esta fuerza es suficientemente grande para provocar efectos significativos?

11. (28.46)Un solenoide toroidal con 400 espiras de alambre y radio medio de 6 cm conduce una corriente de 0.25 A. La permeabilidad relativa del núcleo es de 80

a) ¿Cuál es el campo magnético en el núcleo?b) Qué parte del CM se debe a corrientes atómicas?

12. (28.48)La corriente en el devanado solenoide toroidal es de 2.400 A. tiene 500 espiras y su radio es de 25 cm. El solenoide toroidal está lleno de un material magnético. El CM en el interior del devanado es de 1.940 T. Calcule.

a) La permeabilidad relativa.b) La susceptibilidad magnética del material que llena el toroide

13. (28.49)Un solenoide largo de 60 espiras de alambre por centímetro conduce una corriente de 0.15 A. el alambre que forma el solenoide está enrollado en torno a un núcleo solido de acero al silicio (Km=5200). (El cable del solenoide esta´ encamisado con un aislante para que no fluya ninguna corriente hacia el núcleo)

A) Con respecto a un punto interior del núcleo, encuentre las magnitudes de

i) el CM B0 debido a la corriente en el solenoide,

ii) la magnetización M .

iii) El campo magnético total B❑

B) ENn un diagrama del solenoide y su núcleo , indique las direcciones de los vectores

B❑, B0, M en el interior del núcleo

14. (28.50)En la siguiente tabla representan algunas mediciones experimentales de la susceptibilidad magnética de alumbre de hierro y amonio. Dibuje la grafica de los valores de 1/ xm en función de la temperatura el kelvin. El material obedece la ley de Curie? Si es así. ¿Cuál es la constante de Curie?

T (ºC) Xm

-258.15 129 x 10-4

-173 19.4 x 10-4

-73 9.7 x 10-4

27 6.5 x 10-4

15. (28.83)Una pieza de hierro tiene magnetización M=6.50 x 104 A /m. Encuentre el momento dipolar magnético promedio por átomo es esta pieza de hierro. Exprese su respuesta tanto en A. m2 como en magnetones de Bohr. La densidad del hierro se da en la tabla 14,1 y su masa atómica (en gramos por mol) se da en el Apéndice D. El símbolo químico del hierro es Fe.