Universidad Nacional de ColombiaDepartamento de Física

Fundamentos de Electricidad y Magnetismo

1P V2 Parcial TALLER -Solucionar en Casa

G2 N31Andrés Eduardo Tuta López

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1- En un cuadrado de 10 Å de lado se encuentran dos electrones en los vértices inferiores y dos protones en los vértices superiores. Calcule el

campo eléctrico en el centro del cuadrado.

Hallamos r^2 usando pitágoras Pasamos a metros

Fórmula de Campo Eléctrico

Que es el campo eléctrico en el centro del cuadrado debido a una carga positiva. Como hay dos cargas positivas y dos negativas el campo estaría orientado hacia abajo, la otra carga positiva hace que que el E anterior se duplique y las dos cargas negativas hacen que se cuadruplique, así el E total será:

E=11,52*10^9 N/C

2- Cuál debe ser el número de espiras de una bobina de 20 cm de largo para que una corriente de 1 A produzca un campo magnético de 1miliTesla.

N= 159,15 espiras

Fórmula usada para hallar el campo magnético en una bobina Remplazamos los valores en la Fórmula anterior Despejamos “N” que es el número de espiras

3- Un satélite GPS transmite a dos frecuencias L1=1575.42 MHz y L2=1227.6 MHz. Cuáles son sus respectivas Longitudes de onda λ1 y λ2?

λ1 = 19 cmλ2 = 24,4 cm

Fórmula de frecuencia para hallar Remplazamos valores Despejamos

Fórmula de frecuencia para hallar Remplazamos valores Despejamos

4- Cuáles son el rango, frecuencia y longitud de onda en el espectro electromagnético de una radiación de 1 eV?

• Energía en J de un eV• Fórmula a usar• Despejamos Frecuencia• Reemplazamos valores

• Conociendo V podemos usar la fórmula• Despejamos • Remplazamos valores

• Pasamos de metros a AmstrongsSe encuentra en el

rango extremadamente alta de frecuencia

V=2,4*10^14 Hz λ =12500 Å

5-Una ráfaga de viento solar de electrones es detectada con una energía de 1 keV por el satélite ACE situado a 15 millones de km de la Tierra. Con qué velocidad llegan a la

Tierra y cuánto demoran las partículas en llegar a la Tierra?

• Fórmula a usar de Energía cinética• Despejamos velocidad• Remplazamos valores• • Pasamos de metros a km• Conocida la velocidad podemos usar la fórmula• Despejamos tiempo• Remplazamos valores

• Pasamos a minutosV= 18752,3 km/s T=13 min

6- Un detector de electrones registra una corriente de 1 pico Amperio (10 -12). Toda esta corriente la absorbe un capacitor. Cada 10 segundos cuántos electrones llegan al capacitor y cuánta carga se acumula en el mismo?.

• Entonces en 10 segundos habrán pasado • Entonces para hallar el # de electrones basta con

multiplicar C que lo sacamos de la corriente por #e que hay en un C:

Ne=160 millones Q= 10-11 C

7- Cuál es el Flujo de campo eléctrico, en Vm, producido por 8,9 pico Coulombios a través de una superficie cerrada?

• Usamos estequiometría• •

φE = 1

8- A qué es igual el Flujo de campo magnético, en Tm2, a través de una superficie cerrada?

• El flujo magnético a través de superficies cerradas es siempre cero:

• En una superficie cerrada entran tantas líneas como salen, dentro de la superficie no nacen ni mueren las líneas.

• Por este motivo las líneas del campo magnético son siempre curvas cerradas: no existen fuentes o sumideros como en el campo eléctrico ni se pueden separar los polos de un imán.

φB =

2- Cuál es la velocidad tangencial y la frecuencia de giro, en cps (ciclos por segundo), de un electrón en un átomo de hidrógeno?

• Fuerza centrípeta = Fuerza de atracción.• Usamos estequiometría

• • Para calcular la frecuencia tendremos que:• Calculamos la longitud del arco de la circunferencia del

átomo: V = F =

10- Un chorro de 1025 protones provenientes del Sol se dirigen hacía el Ecuador geográfico y entran demorándose 1 ms. Cuál es corriente, en A, que constituyen y qué

ocurre cuando interactúan con el campo magnético terrestre?

• Usamos estequiometria

I= La corriente será desviada alrededor del eje de la tierra debido al campo magnético de la tierra, haciendo que la corriente eléctrica no atraviese directamente a la tierra.

11- Cuál es la resistividad de un alambre de 10 cm de largo y 1 mm2 de sección transversal si por el fluye una corriente de 100 mA cuando se le aplica un voltaje de 5

Voltios.

• Para resolver este punto usamos la fórmula:

ρ=