El último tramo de una montaña rusa elaborada a escala, termina en una catapulta resistiva elaborada con resortes, con el objeto de parar a un tren que se mueve desde el punto A hasta el punto D.

Movimiento Fuerza Energias Potencial Cinetica Gravitatoria Elastica Montaña Rusa Examen Icfes Fisica Blog de la Nacho

6. De acuerdo con la situación es correcto afirmar que

A. En el tramo CE la energía cinética y parte de la energia potencial gravitatoría se transforma en energía potencial elástica.
B. Solo existe energía potencial en el tramo AB
C. No existe transformación de energía en ningún tramo del recorrido
D. En el tramo CD la energía potencial se pierde, cuando el tren llega al estado de reposo.

7. Si el tren parte del reposo en A y se detiene exactamente en la mitad del tramo DE, cuando ha comprimido el resorte la mitad de su longitud inicial, es correcto afirmar que:

A. La energía potencial inicial se transforma en calórica
B. La energía potencial total inicial se transforma en cinética
C. Parte de la energía potencial total inicial, se transforma en energía potencial elástica
D. Parte de la energía potencial total inicial, se transforma en calórica y potencial elástica

8. En el tramo CD, la transferencia de energía puede expresarse como:

Ecuaciones Fisicas Energia Cientica Potencial Gravitoria Elastica Montaña Rusa Examen Icfes Fisica Blog de la Nacho

A
B
C
D

9. Si el tren parte del reposo en el punto A, sucede que:

A. Pierde energía cinética por el desgaste del movimiento
B. Posee energía potencial gravitatoria
C. No posee ninguna clase energía
D. Adquiere energía potencial gravitatoria a medida que se mueve

10. Una balinera y una pluma se dejan caer simultaneamente en un tubo al vacio.
La razón que mejor explica el por qué los 2 cuerpos caen en el vacio con la misma velocidad es que

A. En el vacio los cuerpos no expermientan la resistencia del aire
B. En el vacio los cuerpos no tienen masa
C. En el vacio los cuerpos no tienen peso ni un valor escalar comparativo para que se determine la velocidad con la que caen
D. La gravedad es nula en el vacio debido a la falta de aire

1. Dos fuentes puntuales emiten sonidos de la misma frecuencia. Un receptor se mueve hasta un punto donde por primera vez no escucha nada; si en este puntola diferencia de camino entre las fuentes respecto al receptor es 8m, la frecuencia del sonido emitido es:A. 47 C. 42.5
B. 46.5 D. 432. El sonido que emite el pito de un tractor tiene una frecuencia de 200Hz; qué frecuencia percibirá un receptor que esta quieto si el tractor se acerca a uavelocidad de 90 km/hA. 216 C. 120
B. 230 D. 3153. Cuando una persona se ubica a una distancia R de una fuente sonora puntual escucha un sonido de intensidad I; si la distancia entre la fuente y la persona se dublica la intensidad será:A. I/4 C. I
B. I/2 D. 2 I4. La caja de una guitarra tiene una forma que favorece la resonancia del aire con la onda sonora producida por la cuerda de la guitarra.
Supongamos que la guitarra tuviera una caja cuadrada en lugar de la caja actual, es correcto afirmar que en relación a una guitarra normalA. La amplitud del movimiento de las partículas del aire es menor, cambiando la intensidad del sonido producido
B. La longitud de onda del sonido disminuye modificando el tono del sonido escuchado
C. La velocidad de propagación de la onda aumenta variando la intensidad del sonido percibido
D. La frecuencia de la onda disminuye aumentando el tono del sonido percibido5. Un flautista hace sonar su instrumento durante 5 segundos en una nota cuya frecuencia es de 55Hz. El número de longitudes de onda que emite la flauta en este intervalo de tiempo esA. 275 C. 66
B. 11 D. 30Hoja de respuestas (Preguntas tipo Icfes)1. C: 42.5Hzλ = V/F
8m = 340 / F
340/8 = 42,5 Hz2. A: 216

Fo /Co ± VF = Ff /C ± Vf 90 x 900 = 9000/3600 = 25m/seg
Fo /340 = 200 /340 – 25m/seg
Fo= (340)(200) / 315 = 215.8 = 216

3. B: I/2

Distancia: r   Intensidad: I r’ = 2r     I=?

I=…

4.  Dos placas paralelas están conectadas a los cables 1 y 2 respectivamente y enmedio se coloca una esfera cargada negativamente con carga -QA partir de to los cables se conectan a una fuente alterna de voltaje cuya salida enel punto 1 con respecto al punto 2 se muestra en la siguiente gráficaEn el instante justo después de conectar la fuente, la fuerza neta sobre la esfera esproporcional al campo

A. eléctrico asociado a Vo y en dirección negativa.

B. magnético asociado a Vo y en dirección hacia abajo.

C. eléctrico asociado a Vo y en dirección hacia arriba.

D. magnético asociado a Vo y en dirección positiva.

Respuesta Correcta: A

PROBLEMAS DE MOVIMIENTO ARMONISIMPLE Y PENDULO SIMPLE.

E 1.- Un punto material oscila con un movimiento armónico simple de 20 Hz de frecuencia. Calcular su periodo y su pulsación.

E 2.- Un móvil describe un mas. De 5 cm de amplitud y 1,25 s de periodo. Escribir la ecuación de su elongación sabiendo que en el instante inicial la elongación es máxima y positiva.

E 3.- Un móvil describe un mas entre los puntos P1 (1,0) y P2 (-1,0). La frecuencia del movimiento es 0,5 s-1 e inicialmente se encuentra en el punto P2. Hallar:

a)      la pulsación del movimiento.

b)      La ecuación de la elongación en función del tiempo

c)      Posición del móvil 0,5 segundos después de comenzado el movimiento.

d)      Velocidad del móvil en función del tiempo.

e)      Velocidad del móvil en un punto de abscisa 0,5

f)        Velocidad máxima.

E 4.- Un móvil describe un mas, siendo los puntos extremos de su trayectoria el P1 (-1,2) y P2 (3,2), coordenadas expresadas en metros. Sabiendo que inicialmente se encuentra en P2 y que su aceleración viene dada en todo momento por la expresión:

a = -p2·s (SI), determinar:

a)      Ecuación de la elongación en función del tiempo.

b)      Posición del móvil al cabo de 1 segundo.

c)      Ecuación de la velocidad en función del tiempo.

d)      Velocidad del móvil al cabo de 1,5 segundos.

E 5.- Un móvil describe un movimiento vibratorio armónico simple de amplitud A. ¿Qué distancia recorre en un intervalo de tiempo igual a un periodo? Razona la respuesta.

E 6.- La elongación de un móvil que describe un mas, viene dada, en función del tiempo, por la expresión: s = 2·cos(p·t +p/4) (SI). Determinar:

a)      Amplitud, frecuencia y periodo del movimiento.

b)      Fase del movimiento en t = 2s.

c)      Velocidad y aceleración del móvil en función del tiempo.

d)      Posición, velocidad y aceleración del móvil en t = 1 s.

e)      Velocidad y aceleración máximas del móvil.

f)        Desplazamiento experimentado por el móvil entre t = 0 y t = 1 s.

E 7.- El chasis de un automóvil de 1200 kg de masa está soportado por cuatro resortes de constante elástica 20000 N/m cada uno. Si en el coche viajan cuatro personas de 60 kg cada una, hallar la frecuencia de vibración del automóvil al pasar por un bache.

E 8.- Una masa de 5 kg se cuelga del extremo de un muelle elástico vertical, cuyo extremo esta fijo al techo. La masa comienza a vibrar con un periodo de 2 segundos. Hallar la constante elástica del muelle.

E 9.- Un resorte de acero tiene una longitud de 15 cm y una masa de 50 gramos. Cuando se le cuelga en uno de sus extremos una masa de 50 gramos se alarga, quedando en reposo con una longitud de 17 cm. Calcular:

a)      la constante elástica del resorte.

b)      La frecuencia de las vibraciones si se le cuelga una masa de 90 gramos y se le desplaza ligeramente de la posición de equilibrio.

E 10.- Una masa de 200 gramos unida a un muelle de constante elástica K = 20 N/m oscila con una amplitud de 5 cm sobre una superficie horizontal sin rozamiento.

a)      Calcular la energía total del sistema y la velocidad máxima de la masa.

b)      Hallar la velocidad de la masa cuando la elongación sea de 3 cm.

c)      Hallar la energía cinética y potencial elástica del sistema cuando el desplazamiento sea igual a 3 cm

d)      ¿Para qué valores de la elongación la velocidad del sistema es igual a 0,2 m/s?

E 11.-¿En qué posiciones y en qué instantes se hacen iguales las energías cinética y potencial elástica de un cuerpo que describe un mas?

E 12.- Cuando la elongación de un móvil que describe un mas es la mitad de la amplitud, ¿qué porcentaje de su energía total corresponde a la energía cinética y qué porcentaje a la potencial elástica?

E 13.- Del extremo de un muelle cuelga una masa de 500 gramos. Si a continuación se le añade otra de 500 gramos el muelle se alarga 2 cm. Al retirar esta segunda masa, la primera comienza a oscilar con un mas. ¿Cuál será la frecuencia de estas oscilaciones?

E 14.- La longitud de un péndulo que bate segundos en el ecuador terrestre es 0,9910 m, y la del que bate segundos en el polo es 0,9962 m. ¿Cuánto pesará un cuerpo situado en el ecuador terrestre si en el polo pesa 10 Kg?

E 15.-¿En qué casos puede considerarse un movimiento pendular como vibratorio armónico simple?

E 16.- Demuestra que la fórmula del periodo de oscilación de un péndulo simple es homogénea.

E 17.- Dos péndulos tienen distinta longitud: la de uno es doble que la del otro. ¿Qué relación existe entre sus periodos de oscilación?

E 18.- Un péndulo está constituido por una masa puntual de 500 gramos suspendida de un hilo de 1 m de longitud.

a)      Calcula el periodo de oscilación de ese péndulo para pequeñas amplitudes.

b)      Si se desplaza la masa puntual un ángulo de 60º respecto a su posición de equilibrio, ¿con qué velocidad pasará de nuevo por dicha posición?

E 19.-¿Por qué las guitarras eléctricas no van provistas de caja de resonancia?

E 20.- Determina de forma aproximada, el valor de la constante elástica de los amortiguadores de un automóvil, conociendo su carga y el tiempo invertido en una oscilación.

P 1.- ¿Qué transformaciones energéticas tienen lugar en un cuerpo que posee un movimiento vibratorio armónico? ¿Y en el caso de un cuerpo que oscila a un lado y a otro de su posición de equilibrio?

P 2.- Si se duplica la pulsación de un mas, indica como varía:

a)      su periodo.

b)      Su frecuencia.

c)      La amplitud.

d)      La fase inicial. Razona la respuesta.

P 3.- Dos cuerpos de igual masa se cuelgan de dos resortes que poseen la misma constante elástica, pero tales que la longitud del primero es doble que la del segundo. ¿Cuál de ellos vibrará con mayor frecuencia? ¿Por qué?

P 4.- En un mas la velocidad v, la pulsación w, la amplitud A y la elongación s se relacionan según la siguiente expresión:  Determinar n por análisis dimensional.

P 5.- Un móvil animado de un mas tiene una aceleración de 5 m/s2 cuando su elongación es 5 cm. ¿Cuánto vale su periodo?

P 6.- Un punto material de 2,5 kg experimenta un movimiento armónico simple de 3 Hz de frecuencia. Hallar:

a)      su pulsación.

b)      Su aceleración cuando la elongación es de 5 cm.

c)      El valor de la fuerza recuperadora para esa elongación.

P 7.- Un bloque de 1 kg se cuelga de un resorte de constante elástica K = 25 N/m. Si desplazamos dicho bloque 10 cm hacia abajo y luego se suelta:

a)      ¿Con qué velocidad pasa por la posición de equilibrio?

b)      ¿Cuál es el periodo de las oscilaciones que realiza?

P 8.- Una masa de 150 gramos se suspende del extremo de un resorte y se observa que la longitud del mismo se alarga 0,4 m. ¿Cuánto vale la constante elástica del resorte? Si después se abandona a sí misma, desplazándola hacia abajo, el resorte oscila. ¿Cuánto vale el periodo de oscilación?

P 9.- Cuando sobre un muelle elástico actúa una fuerza de 50 N, experimenta un alargamiento de 4 cm. Calcular el trabajo que es necesario realizar para estirar el muelle 10 cm.

P 10.- Al apoyar con velocidad nula un cuerpo de 20 kg de masa sobre un muelle elástico dispuesto verticalmente, este se comprime 10 cm. Calcular la deformación que experimenta dicho muelle si el cuerpo se deja caer desde 2 m por encima de él.

P 11.- Se cuelga una masa de 100 gramos de un resorte cuya constante elástica es k = 10 N/m, se la desplaza luego 10 cm hacia debajo de us posición de equilibrio y se la deja luego en libertad para que pueda oscilar libremente. Calcular:

a)      El periodo del movimiento.

b)      La ecuación del movimiento.

c)      La velocidad y la aceleración máxima.

d)      La aceleración cuando la masa se encuentra 4 cm por encima de la posición de equilibrio.

e)      Sus energías cinética y potencial elástica en ese punto.

P 12.- Un móvil describe un movimiento armónico simple de 20 cm amplitud y 2,5 segundos de periodo. Escribir la ecuación de su elongación en los casos siguientes:

a)      El tiempo empieza a contarse cuando la elongación es máxima y positiva.

b)      Ídem, cuando la elongación es nula y el movimiento hacia la derecha.

c)      Ídem, cuando la elongación es nula y el movimiento hacia la izquierda.

P 13.- Un móvil que ejecuta un mas recorre 6 m en una oscilación completa y su aceleración máxima es de 150 m/s2. Escribe la ecuación de su elongación, sabiendo que se comienza a contar el tiempo cuando la elongación es 0,75 m, en su movimiento hacia la derecha.

P 14.- Se cuelga de un resorte un cuerpo de 500 gramos de masa y se estira luego hacia abajo 20 cm, dejándolo oscilar a continuación. Se observa que en estas condiciones el periodo de oscilación es de 2 segundos.

a)      ¿Cuál es la velocidad del cuerpo cuando pasa por la posición de equilibrio?

b)      Si se suelta el cuerpo del resorte, ¿cuánto se acortará este?

P 15.- Una masa de dos gramos realiza oscilaciones con un periodo de 0,5 s a ambos lados de su posición de equilibrio. Calcula:

a)      Constante elástica del movimiento.

b)      Si la energía del sistema es de 0,05 J, ¿cuál es la amplitud de las oscilaciones?

c)      ¿Cuál es la velocidad de la masa en un punto situado a 10 cm de la posición de equilibrio?

P 16.- Sostengo con la palma de la mano abierta una caja de cerillas. De repente comienzo a mover la mano verticalmente con un movimiento armónico simple de 5 cm amplitud y frecuencia progresivamente creciente. ¿Para qué frecuencia dejará la caja de cerillas de estar en contacto con la mano?

P 17.- Una partícula de 1 mg de masa ejecuta un movimiento vibratorio armónico simple que puede expresarse por la ecuación: s = A·sen(2p(1/T)), siendo el periodo de 1/100 de segundo. Cuando t = T/12, la velocidad vale v = 31,4 cm/s. Calcula la amplitud del movimiento y la energía total de la partícula.

P 18.- Demostrar que la fórmula del periodo de oscilación de un péndulo simple es homogénea.

P 19.- El periodo de un oscilador armónico depende de la masa; y, en cambio, el de un péndulo, no ¿puedes explicar la razón?

P 20.-¿Es armónico el movimiento de un péndulo? ¿Qué condiciones ha de cumplir para que lo sea?

P 21.- Razona si es cierta o falsa la siguiente afirmación: “En el movimiento de un péndulo la componente del peso en la dirección del hilo se contrarresta en todo momento con la tensión de este”

P 22.- Un péndulo simple de 4 m de longitud oscila con un periodo de 4 segundos. ¿Cuál será la longitud de otro péndulo que oscila en el mismo lugar de la experiencia con un periodo de 2 segundos?

P 23.- Un péndulo simple está constituido por una masa puntual de 500 gramos suspendida de un hilo de 1 m de longitud.

a)      Calcula el periodo de oscilación de ese péndulo para pequeñas amplitudes.

b)      Si se desplaza la masa puntual un ángulo de 60º respecto a su posición de equilibrio, ¿con qué velocidad pasará de nuevo por dicha posición de equilibrio?

P 24.- Del techo de una habitación cuelga un péndulo simple que realiza 50 oscilaciones completas en 200 segundos. Si la bolita que constituye el péndulo está situada a 20 cm del suelo, ¿qué altura tiene el techo?

P 25.- Imagina que por un defecto de diseño las vigas y el suelo de los distintos pisos de un edificio tienen una frecuencia de vibración natural similar a la de una persona al caminar. ¿Qué sucedería cuando caminásemos normalmente en el interior de uno de los pisos?

SEGUNDO PERIODO

EL SONIDO Y LA LUZ

  • PROBLEMAS DE CUERDAS SONORAS (Pagina 22)
    Una cuerda de guitarra tiene 60 cm de longitud y
    una masa total de 0,05 kg. Si se tensiona mediante
    una fuerza de 20 newton, calcular la frecuencia
    fundamental y la del tercer armónico.
    Datos.
    l = 60 cm
    m= 0,05 kg
    T= 20 N
    f= ?
    f3=?
  • f=
    U=
    f=
    U=
    U=0,0833 kg/m
    ff=
    f=
    f=
    .
    12, 9125Seg-1 / seg
  • 2. Una cuerda mide 33 cm y tiene una densidad
    lineal de 8× 10 -4 gms/cm.
    ¿ Cual debe ser la tensión a la que debe someterse
    para que la frecuencia de su sonido fundamental
    sea de 445 v/seg?
    Datos.
    l = 33 cm
    u= 8× 10-4 gm/cm
    T= ?
    f= 445 v/seg
  • f=
    T= 4,8×10 gm/cm . (33)2.(445)
    4
    =
    T= 4M
    T= 690077, 52 INA
  • 3. Una cuerda de 45 cm de longitud y de 0,12 gms/ cm
    de densidad lineal es sometida a una tensión de 3×10-8
    dinas. Calcular la frecuencia fundamental y la frecuencia
    de cuarto armónico.
    Datos
    l= 45 cm
    u= 0,12 gm/cm
    T= 3× 10-8dinas
    ff= ?
    f4= ?
  • f=
    f= 0,00002168
    f= 0,00008672
    f=
    f=
  • Una cuerda vibra en su primer armónico
    con una frecuencia de 24 vib/seg. Calcular la
    frecuencia en el tercer armónico, si se
    reduce la longitud a la mitad y se duplica la
    tensión.
    Datos
    f = 24 v/ seg
    T= 2
    l =1/2
  • f=
    Nueva frecuencia: f= 8,24 v/ seg = 192 v/seg
    f3= 3 . 192 v/segf3= 570
    f=
    f= 2.4
  • 5. Una cuerda de 120 cm de longitud
    produce un sonido cuya frecuencia es de
    250 v/seg. Si la longitud de la cuerda se
    reduce a su tercera parte, ¿Que variación
    experimenta la frecuencia?
    Datos:
    l= 120 cm
    f= 250 v/ seg
  • Como la frecuencia es inversamente
    proporcional a la longitud, si reducimos la
    longitud a su tercera parte, la frecuencia
    aumenta 3 veces
    f= 750 v/ seg
  • PROBLEMAS DE TUBOS SONOROS (Pagina 23)
    Determina la frecuencia y la longitud de onda
    del sonido fundamental o primer armónico dado
    por un tubo cerrado de 30 cm de largo (v= 340
    m/ seg)
    Datos:
    f= ?
    l= 30 cm
    V= 340 m/ seg
  • .340 m/seg
    f=
    / f
    f
    =
    f
    283,3 v/ seg
    =
    v
    =
    =
    1,2 m
    =
  • 2. ¿ Que longitud debe tener un tubo abierto para que la frecuencia de su segundo armónico sea de 528 v / seg? ((( v= 340 m / seg )))
    Datos
    l= ?
    l=
    f2= 528 v/ seg
    f=
    f= nv / 2 f l= 0,6439 m
  • 3. Determinar la frecuencia de los tres
    Primeros armónicos del sonido dado por:
    a) Un tubo cerrado
    b) Un tubo abierto
    Si la longitud del tubo es de 67 cm y la
    temperatura en 15 º C
  • Datos:
    l= 67 cm
    t = 15ºC
    v= 331+ 0,6 t
    v= 331+ 0,6 . 15 v= 340 m/ seg
  • Tubos Cerrados
    f=
    f2= 2 . 507, 4626 v/ seg f2=1 014,9253 v / seg
    f3= 3. 507, 4626 v/ seg f3= 1. 522, 3878 v/ seg
    f1
    = 507, 4626 v/seg
    f1=
  • Tubos Abiertos
    fn= f1= =126, 8656 v/ seg
    f2= = f2= 380, 597 v / seg
    f3= m / seg f3= 634, 3283 v / seg
    v
  • 4. Un tubo cerrado de órgano de una nota cuya
    frecuencia es de 396 v / seg. ¿ Cual debe ser la longitud
    del tubo? (v= 340 m/ seg).
    Datos:
    f= 396 v/ seg l=
    l= ?
    l =
    l= 0, 2146
  • PROBLEMAS DE EFECTO DOPPLER (Pagina 23)
    Una locomotora emite un sonido de
    frecuencia igual a 200 v / seg. Y marcha a
    Una velocidad de 80 m/ seg. Si un
    observador marcha a la velocidad de
    30m/seg, calcular la frecuencia de sonido
    percibido por el observador si la fuente y el
    observador :
    a) Se acercan entre si
    b) Se alejan uno del otro
  • Se acercan entre si
    f0= 328 vib/s
    f= 200 vib/s f0 > f
    v0= 30 m/s f0 = f
    v0= 80 m/s f0= 200 v/s
    f0 = 200 vib/s . 1, 63
    f0=122 vib / s
    f0= 328 vib / s
  • Se alejan uno del otro
    f0= 122 vib/s
    f= 200 vib/s f0 < f
    v0= 30 m/s f0 = f
    v0= 80 m/s f0 = 200 v/s
    f0= 200 vib/s . 0, 61
    f0= 200 vib/s .
    f0= 122 vib/s
  • 2. Una persona percibe que la frecuencia
    del sonido mitido por un tren es de 350 V/
    seg. Cuando se acerca el tren y de 315 vib
    / seg, cuando se aleja. ¿ Cual es la
    velocidad del tren ?
    Datos:
    f= 350 v / seg
    f= 315 v / seg
  • F0 > F f0= f
    f0= f 350
  • F0 < F F0 = F F0 = 315
    315
    =
    350
    =
    1, 11
    =
    377, 7 + 1, 11 Vt
    1, 11 Vt – Vf = 340–377,77
    0, 11 Vf = -37, 777
    Vf = 340, 33 m / seg

Para interpretar algunos fenómenos de óptica, es absolutamente necesario tener en cuenta la naturaleza ondulatoria de la luz. Por esta razón, esta parte de la física se denomina óptica física u ondulatoria.

Estos fenómenos son:

La interferencia, que nos muestra que la luz sumada a la luz puede dar oscuridad en algunos casos.

La difracción, que nos muestra que la luz se “curva” alrededor de los objetos.

La polarización, que nos indica que las vibraciones luminosas son transversales.

Estudiaremos cada fenómeno y veremos como la teoría ondulatoria permite explicarlos.

Interferencia, difracción y polarización.

1.       Coherencia

Si las ondas que provienen de dos fuentes puntuales se encuentran en un punto del espacio, interferirán, reforzándose o anulándose, según la diferencia entre los caminos recorridos por cada onda. Para que la figura de interferencia sea estable se necesita que las dos fuentes:

a.       Produzcan vibraciones de igual frecuencia. 

b.      Estén en fase o que tengan una diferencia de fase constante al transcurrir el tiempo. 

Si  satisfacen estas condiciones se dirá que las fuentes son coherentes. Estas condiciones se realizan fácilmente para fuentes mecánicas; por ejemplo, las dos puntas puestas sobre una rama de un diapasón y que producen ondas en una cubeta de agua.

Pero estas condiciones no se realizan para dos fuentes puntuales luminosas distintas. ¿Por qué?

ÓPTICA FISICAFig. 1

En efecto, cuando un electrón de un átomo excitado regresa en su órbita original, hay emisión de un tren de onda de cierta frecuencia durante un tiempo del orden de 10-8s, o sea de longitud 3 m (ver figura 1).

Más tarde, y completamente al azar, otro electrón del mismo o de otro átomo emitirá un tren de onda y así sucesivamente; es una emisión discontinua de trenes de onda a razón de cien millones por segundo. Cada tren de onda no tiene la misma fase que el anterior; por tanto, dos fuentes puntuales distintas presentan fases incoherentes y no pueden producir interferencias estables; no pueden observarse.

Los fenómenos de interferencia podrán ser observados en óptica, si superponemos dos haces que provienen del mismo punto luminoso (del mismo electrón que baja de órbita). Un interferómetro es un aparato que divide un haz de luz en dos (o produce dos imágenes de un punto luminoso) y después que los haces recorren caminos distintos, los superpone. Así, toda discontinuidad en la emisión se transmite a cada haz, y como los haces quedan siempre en fase, el fenómeno de interferencia será estable.

2.       Interferencia. Experimento de Young

En 1800, Young con el siguiente experimento consiguió producir interferencias luminosas.

opticafisica2Fig- 2

Consideremos dos huecos muy pequeños S1 y S2, igualmente separados de una fuente puntual S. Cada pequeña abertura es una fuente secundaria según el principio de Huygens; por tanto, la luz se difracta (ver figura 2). En consecuencia, todo pasa como si Sy  Sfueran verdaderas fuentes; como provienen de la misma fuente, son fuentes coherentes.

opticafisica3Fig, 3

Sabemos (ver #3 del capitulo superposición de ondas) que el lugar geométrico en donde hay figuras de interferencia son hiperboloides de revolución de eje S1S2. Si se cortan estas figuras por una pantalla F muy lejana, se dibujarán sobre la pantalla pequeños arcos de hipérbolas, que aparecen como rectas: son las franjas de interferencias (ver figura 3) que aparecen siempre que la pantalla se sitúa en la región común a los haces difractados, región ABC de la figura 2; se dice que las franjas no son localizadas.

Se puede hacer el experimento con una fuente lineal y dos rendijas paralelas, en vez de una fuente puntual y huecos. Las franjas que corresponden a cada punto luminoso de la fuente lineal se superponen y las franjas brillantes son más luminosas.

Cálculo de las franjas

opticafisica4Fig. 4

Consideremos un punto P, sobre la pantalla, en una dirección tal que forme un ángulo θ con la horizontal. Como P está muy lejano de las fuentes S1 y S2, se pueden considerar los rayos PSy PS2 como paralelos; por tanto, la diferencia de camino es S2H =α sen θ (ver figura 4) tendremos interferencia constructiva, o sea una franja brillante, cuando

S2H= α sen θ= mλ                       (m= 0, 1, 2, …….)

e interferencia destructiva, o sea franja negra, cuando

S2H= α sen θ= (2m + 1) λ/2           (m= 0, 1, 2 …….)

En la pantalla podemos calcular la distancia y de una franja brillante a la franja brillante de centro en O (cuando m= 0). En efecto:

y= D tan θ

Pero como θ es pequeño, se tiene θ= tan θ= sen θ, y de aquí

y= D tan θ= D sen θ= D mλ/α

La distancia y’ de la franja siguiente es:

y’= D (m + 1)λ/α

La separación entre dos franjas brillante es:

Δy= y’ – y= λD/α

De la misma manera se vería que las franjas negras están situadas entre las franjas brillantes y la separación de dos franjas negras es igual a la separación de dos franjas brillantes.

Este experimento nos permite conocer la longitud de onda de una luz monocromática, midiendo la separación d dos franjas brillantes, la distancia D de las fuentes a la pantalla y la distancia α de las dos fuentes.

Ejemplo 1

Dos rendijas separadas 0,2 mm son iluminadas por luz de longitud de onda 0,6 µm= 0,6*10-3 mm. Se producen franjas brillantes y oscuras en una pantalla situada a 0,5 m= 0,5*103 mm.

a.       ¿Cuál es la separación de las franjas brillantes en el aire? 

b.      ¿Cuál es la separación de las franjas brillantes si el conjunto se sumerge en un liquido d índice de refracción n= 1,5? 

Solución

a.       Δy= λD/α=( 0,6*10-3*0,5*103)/0,2= 1,5 mm 

b.      Calculemos la longitud de onda en el agua  

λ aire= c/f; v= c/n

λ liquido= v/f= c/nf= λ/n= 0,6/1,5= 0,4 µ

y la separación entre dos franjas brillantes en el liquido es:

Δy’= λ’D/α=( 0,4*10-3*0,5*103)/0,2= 1 mm

3.       Cambio de fase en la reflexión

Cuando una onda en una cuerda se refleja sobre un extremo fijo (o unido a una cuerda más densa), la onda reflejada es de igual amplitud pero de signo opuesto (ver sección condición de frontera de una onda,  del tema superposición de ondas. Cuerdas y tubos sonoros), se dice que la onda tuvo un cambio de fase de 180º : es (en lenguaje de interferencia) como si la onda reflejada hubiera corrido un camino suplementario igual a λ/2. Cuando una onda es reflejada sobre un extremo libre (o unida a una cuerda más liviana), la onda reflejada es de igual amplitud y sentido; no había cambio de fase.

Una situación semejante existe para las ondas luminosas cuando son reflejadas por un medio transparente.

Cambio de fase en la reflexiónFig. 5

Si el segundo medio es más denso ópticamente como aire-vidrio (ver figura 5), el rayo tiene un cambio de fase igual a 180º; o también diremos, en lenguaje de interferencia, que su camino se alargó λ/2. Si el segundo medio es menos denso ópticamente, como vidrio-aire, el rayo reflejado no sufre ningún cambio de fase.

4       Interferencia en láminas delgadas

Cuando la luz atraviesa un espesor e de vidrio de índice de refracción n= c/v, el tiempo empleado para atravesarlo, normalmente, es:

t=e/v = e/(c/v)= ne/c. Durante este tiempo, la luz habría recorrido en el vacío, el espacio

e’= ct = c (ne/c)= ne.

Esto define el camino óptico e’; es el espacio que recorrerá la luz en el vacío, en el mismo tiempo que recorrió en el camino real e.

Interferencia en láminas delgadasFig. 6

Sea una lámina delgada de espesor e (algunas longitudes de onda); iluminémosla con luz monocromática λ y consideremos solamente rayos perpendiculares a la lámina. El rayo incidente AB (ver figura 6) se refleja en parte como BC y en parte se transmite como BD. Sobre la segunda superficie, parte del rayo incidente BD se refleja comoDE y parte de DE emerge como EF.

Los dos rayos reflejados BC y DF son coherentes porque provienen del mismo rayo, por tanto producen interferencias cuando se reúnen en el ojo, pero éste las localiza en la lámina; se dice que las franjas son localizadas. El rayo BC, debido a su reflexión, se “alargó” λ/2, mientras que el rayo BDEF recorrió un camino extra equivalente a 2ne (su reflexión no introdujo ningún cambio); en resumen, la diferencia de camino entre los dos rayos por tanto es:

2ne –λ/2

Tendremos interferencia constructiva, cuando

2 ne –λ/2= mλ                                  (m= 0,1,2,……)

e interferencia destructiva cuando

2 ne –λ/2= (2m + 1)λ/2                   (m= 0,1,2,…….)

Superficie no reflectante. Depositemos una película transparente sobre un vidrio, con un índice de refracción n menor que el del vidrio.

¿Cuál debe ser el espesor mínimo para que la radiación λ no se refleje?

Interferencia en láminas delgadasFig. 7

En la figura 7, el rayo I se “alargó” λ/2, mientras que el rayo II se “alargó” 2ne + λ/2. Para que se destruyan se necesita que:

[2ne + λ/2] –λ/2= λ/2

O sea que el espesor mínimo es:

e= λ/4n

Este proceso se emplea para la fabricación de superficies no reflectantes en los aparatos que tienen un gran número de superficies de vidrio como los aparatos fotográficos; así, la luz transmitida es mayor y se eliminan las reflexiones perjudiciales al contraste de las imágenes. Prácticamente se toma λ= 0,55µ que es la luz verde de mayor sensibilidad para el ojo; por tanto, siempre habrá un poco de luz reflejada de los colores de los extremos del espectro, o sean el rojo y el violeta y por esto la luz reflejada tiene un matiz púrpura.

 
 
 
opticafisica8Fig. 8

Cuña de aire.

Una cuña de aire está formada por dos láminas de vidrio que hacen un ángulo muy pequeño (ver figura 8).

El rayo I no se “alargó” pero el rayo II se “alargó” 2e + λ/2 (n= 1 en el aire).

Tendremos franjas negras, llamadas franjas de igual espesor cuando

2e + λ/2= (2m + 1)λ/2

Notemos que cuando e=0 (los dos vidrios en contacto), la franja es negra y corresponde a m=0.

Tendremos franjas brillantes de igual espesor cuando

2e + λ/2= mλ

Si la cuña se ilumina con luz blanca, cuando haya franjas brillantes para cierto color, éste aparecerá; así tendremos franjas separadas de todos los colores. Esto explica los brillantes colores de las pompas de jabón y de las películas de aceite sobre el agua.

5 Red de difracción

Es una extensión del experimento de Young a un gran número de aberturas, varios miles. Se obtiene una red de difracción grabando un gran número de rayas paralelas equidistantes una distancia α sobre una lámina de vidrio. Se pueden usar por reflexión o transmisión.

Red de difracciónFig. 9

Cuando un haz de luz paralela monocromática cae sobre una red de difracción, la luz que pasa por las rendijas es difractada en todas las direcciones y cada una de ellas es un foco secundario. Si en una dirección θ la diferencia de camino entre dos rayos consecutivos es igual a un número entero de λ (ver figura 9), o sea

S2H= α sen θ= mλ                       (m= 0,1,2,……)

Tendremos interferencia constructiva para esta longitud de onda y también para todos los otros rayos paralelos a esta dirección porque todos están en fase. Fuera de estas direcciones habrá interferencia destructiva porque cada rayo encontrará otro rayo, dentro de los miles que hay, en oposición de fase.

Como el ángulo θ depende de λ, una luz compleja producirá un espectro para cada valor de m, llamado espectro de orden m; para m= 1, diremos que tenemos el espectro de orden 1; evidentemente existe el espectro simétrico que podemos llamar de orden -1.

Los espectroscopios de redes de difracción permiten analizar y medir con mucha precisión las longitudes de onda de cualquier luz compleja.

Se considera una red de difracción de 1000 rayas por mm, iluminada por luz de λ= 0,6µm. ¿Cuál es el ángulo del primer espectro?

La distancia entre las rayas es:

α= 1 mm/1000= 10-3 mm

Para el primer espectro m= 1, se tiene:

α sen θλ 

sen θλ/α= 0,6*10-3/10-3=0,6

θ= 37º

6   Difracción

DifracciónFig. 10

Consideremos un haz paralela que ilumina normalmente una pantalla con una abertura rectangular AB (ver figura 10a). Intuitivamente se piensa que solamente la parte XY de la pantalla P será iluminada. De hecho se observa que la luz iluminada uniformemente la región X’Y’ y que de X’ a X’’ y de Y’ a Y’’ hay máximo y mínimo de luz. La figura 10b da la intensidad de la luz observada.

El fenómeno de la difracción se puede definir así:

La difracción es el fenómeno que se presenta cuando se utiliza una porción limitada de un frente de onda; como siempre se encuentra luz en la sombra geométrica de un objeto, también se define como la “flexión” de la luz alrededor de los objetos.

Podemos ver algunos efectos de la difracción si miramos hacia una fuente luminosa a través de una abertura entre dos dedos.

7       Polarización

Los fenómenos de interferencia y difracción muestran que la luz es un fenómeno ondulatorio; pero no muestran si la vibración luminosa es transversal o longitudinal. El fenómeno de polarización lo indicará.

La polarización de luz es muy semejante a la polarización de una cuerda vibrante. Por ser este caso más sencillo, lo analizaremos primero. 

7.1   Polarización de una cuerda

Polarización de una cuerdaFig. 11

Produzcamos, con la mano, ondas en una cuerda. Si se cambia arbitrariamente la orientación de las vibraciones de un momento a otro, diremos que la onda no está polarizada. (ver figura 11a).

Si las vibraciones se efectúan siempre en el mismo plano, se dice que la onda es polarizada en el plano de la vibración (ver figura 11b).

Polarización de una cuerdaFig. 12

Pongamos una placa con una rendija P (ver figura 12). Solamente las vibraciones paralelas a P podrán pasar; P es un polarizador. A determinada distancia coloquemos otra placa con una rendija A; si A es paralela a P, la vibración pasara sin dificultad (ver figura 12a); pero si A es perpendicular a P, la vibración no pasará (ver figura 12b); A es un analizador.

En conclusión, tanto el polarizador como el analizador poseen un eje especial: dejan pasar la vibración transversal según este eje. Son dos aparatos idénticos que tienen papeles diferentes. Evidentemente, no se podría polarizar una onda longitudinal debido a su simetría de revolución respecto a su eje de propagación.

7.2   Polarización de la luz

Polarización de la LuzFig. 13

La luz la emiten los átomos excitados en forma de trenes de ondas de 10-8 s de duración o sea de 3 m de longitud. En cada tren de onda, la vibración tiene una dirección bien determinada, fija en el espacio, dada por la posición del electrón en el momento que baja de órbita; se dirá que el tren de onda es polarizado. Más tarde, otro tren de onda polarizado en otra dirección saldrá del mismo átomo o de otros; así, la luz que proviene de una fuente está compuesta de muchos trenes de ondas polarizadas (ver figura 13).

Polarización de la LuzFig. 14

Si se mira un rayo luminoso de frente, se verá la vibración luminosa AB (ver figura 14a) pero 10-8 s más tarde se verá como CD y más tarde como EF. El efecto neto es que no hay orientación bien definida de la vibración; es una luz no polarizada o natural.

Si la luz es polarizada, se verá solamente la vibración vertical como CD (ver figura 14b).

Polarización de la LuzFig. 15

Si la vibración de amplitud A y de intensidad I llega sobre un polarizador, semejante a la rendija A, ¿Qué pasará?

  • Si la vibración es paralela al eje del polarizador, saldrá sin modificación.
  • Si la vibración es perpendicular al eje del polarizador, no saldrá.
  • Si la vibración llega con un ángulo θ con respecto al eje Ox del polarizador (ver figura 15), este dejará pasar la componente Ax.

Y como la intensidad es proporcional al cuadrado de la amplitud, se concluye

Ix= I cosθ

Esta ley de Malus es comprobada plenamente por la experiencia y permite variar la intensidad de una luz progresivamente.

7.3   Polarización por doble refracción

El fenómeno de la doble refracción puede observarse en la mayoría de los cristales transparentes, particularmente con el CaCOo aspecto de Islandia, cortado de cierta manera respecto a un eje de simetría llamado eje óptico que tiene cristal.

a.       El fenómeno

opticafisica16Fig. 16

Consideremos un haz luminoso que llegue normalmente sobre la cara del cristal (ver figura 16).

Se nota que el haz luminoso se desdobla a la entrada del cristal. El primer haz sigue las leyes de Snell y es polarizado (vibraciones perpendiculares al plano de la figura); es el haz ordinario (O). El segundo haz no obedece a estas leyes y es también polarizado (vibraciones en el plano de la figura); es el haz extraordinario (E).

Estos cristales tienen dos índices de refracción y por eso se conocen como birrefringentes.

b.       Polaroide

PolaroideFig. 17

Existen unos cristales llamados dicroicos, que absorben un rayo más que el otro; por ejemplo, la turmalina absorbe mucho más el rayo ordinario que el rayo extraordinario. Para determinado grosor solamente saldrá el rayo extraordinario; tendremos así un polarizador natural (ver figura 17).

Se han realizado películas polarizadas llamadas polaroides que contienen pequeños cristales dicroicos dentro de un plástico y orientados todos en la misma dirección; son baratos y de grandes dimensiones, razón por la cual se les utiliza mucho.

7.4   Polarización por reflexión

Polarización por reflexiónFig.18

Cuando la luz natural llega sobre una superficie transparente con un ángulo de incidencia i, la luz se refleja completamente polarizada; cuando se tiene tan i = n y con las vibraciones luminosas paralelas a la superficie (ver figura 18).

Esta ley fue descubierta por Brewster. De aquí se deduce que el rayo reflejado y el refractado son perpendiculares. Cuando un rayo de luz incide sobre la superficie, las vibraciones paralelas a la superficie excitan con más facilidad los átomos de la superficie y éstos, a su vez, emiten una luz reflejada con la vibración paralela a la superficie; esto explica la polarización por reflexión que es la máxima para el ángulo de Brewster. Este fenómeno se evidencia, si se considera un flujo de piedras planas que inciden sobre la superficie  del agua. Habrá reflexión máxima de las piedras para un determinado ángulo de Brewster.

Esta polarización interviene para todas las sustancias transparentes como el vidrio, el agua, las lacas, pero no para los espejos metálicos. En este caso, los electrones libres anulan la función polarizadora.

7.5   Rotación del plano de polarización

Cuando la luz polarizada atraviesa algunas soluciones orgánicas como azúcar o algunos cristales, el plano de polarización gira un ángulo proporcional a la concentración de azúcar dentro de la solución o al espesor del cristal.

Rotación del plano de polarizaciónFig. 19

La figura 19 muestra un montaje experimental que permite medir el ángulo de giro. La luz blanca llega sobre un polarizador P, que transmite una luz polarizada en la dirección AB. Si no hay solución, el analizador estará en la posición AB para dejar pasar la vibración sin atenuación.

Si ahora se pone un tubo lleno de solución, la vibración girará un determinado ángulo y estará en la dirección CD, dirección en la cual hay que poner el analizador para que deje pasar la vibración sin atenuación.

Estas sustancias que hacen girar el plano de polarización se llaman ópticamente activas; este fenómeno se debe a la estructura en hélice de las moléculas.

Si el plano gira a la derecha del observador que recibe la luz polarizada, se dice que la sustancia es dextrógira; si lo hace a la izquierda, la sustancia es levógira.

Los instrumentos que permiten medir el ángulo de giro es el polarímetro o sacarímetro; se utilizan mucho en la industria azucarera y en el estudio de los cristales.

Problemas resueltos de ópticafisica

Actividades

Tubo abierto por ambos extremos:

Se activa la casilla titulada Abierto por ambos extremos.

Comprobar que si la longitud del tubo L=1 m, y la velocidad del sonido vs =340 m/s la frecuencia del modo fundamental es f0=170 Hz.

Se pulsa el botón titulado Siguiente, comprobar que las frecuencias de los armónicos son múltiplos de la frecuencia fundamental: 340 Hz, 510 Hz, etc.

Tubo abierto por un extremo

Se activa la casilla titulada Abierto por un extremos.

Comprobar que si la longitud del tubo L=1 m, y la velocidad del sonido vs =340 m/s la frecuencia del modo fundamental es f0=85 Hz (la mitad que en el tubo abierto)

Se pulsa el botón titulado Siguiente, comprobar que las frecuencias de los armónicos son múltiplos impares de la frecuencia fundamental: 255 Hz, 425 Hz, etc.

El eco de un disparo es oído por un cazador 5 s después de disparar su rifle. La velocidad del sonido en el aire es 330 m/s. La superficie reflectora se encontraba en metros a una distancia de:
<input type=”radio” name=”option125191″ value=”F-\mathbf{1,65 }
” />
<input type=”radio” name=”option125191″ value=”F-\mathbf{1,65.10^3 }
” />
<input type=”radio” name=”option125191″ value=”F-\mathbf{8,25.10^{-2}}” />
<input type=”radio” name=”option125191″ value=”V-\mathbf{8,25.10^2}” />
<input type=”radio” name=”option125191″ value=”F-\mathbf{1,65.10^{-3}}
” />
Una ambulancia que se mueve a 80 m/s pasa cerca de una persona parada en la vereda si la frecuencia emitida por su sirena es 520 hz y la velocidad del sonido del aire es 340 m/s; qué frecuencia percibirá la persona parada:
a) cuando la ambulancia se le aproxima; y
b) cuando la ambulancia se le aleja.
a) 681 hz ; b) 420 hz.
a) 688 hz ; b) 422 hz.
a) 680 hz ; b) 421 hz.
a) 420 hz ; b) 681 hz.
a) 421 hz ; b) 680 hz.
Un sonido tiene una intensidad de 2.10^7 w/m^2 ; ¿cuál es su nivel de intensidad en decibeles?
230 db.
236 db.
239 db.
233 db.
232 db.
Teniendo una cuerda de longitud L, masa M sometida a una tensión T. La velocidad de las ondas transversales en una cuerda será genéricamente:
<input type=”radio” name=”option125190″ value=”F-\mathrm{\frac{T}{M}}
” />
<input type=”radio” name=”option125190″ value=”F-\mathrm{\sqrt{\frac{L.M}{T}}}
” />
<input type=”radio” name=”option125190″ value=”F-\mathrm{\sqrt{\frac{M}{T.L}}}
” />
<input type=”radio” name=”option125190″ value=”V-\mathrm{\sqrt{\frac{T.L}{M}}}” />
<input type=”radio” name=”option125190″ value=”F-\mathrm{\sqrt{\frac{T.M}{L}}}” />

Proposiciones Verdadero Falso
Por el timbre se distingue un instrumento de otro al ejecutar la misma melodía.
Periodo es el número de oscilaciones en la unidad de tiempo.
Las cuerdas son ondas unidireccionales.
Los seres humanos y los animales poseen los mismos límites de audición.
Las ondas longitudinales se desplazan en la misma dirección en la que vibran.
La longitud de onda es la medida de la onda entre dos puntos máximos o mínimos.
La velocidad de propagación de una onda depende de su longitud.
La cresta es el punto más bajo de la representación de una onda.
Los límites humanos de audición son iguales para todas las edades.
La intensidad auditiva depende del aparato auditivo de cada persona.
Las ondas de radio son bidimensionales.

ÁREA: CIENCIAS NATURALES

ASIGNATURA: FÍSICA

GRADO: UNDÉCIMO

ESTÁNDAR

Identifico las aplicaciones de diferentes modelos biológicos, químicos y físicos en procesos industriales y en el desarrollo tecnológico, analizo críticamente las implicaciones de su uso.

INDICADORES DE DESEMPEÑO

Comprende la naturaleza ondulatoria de la luz y su comportamiento como onda transversal.

Interpreta los fenómenos de reflexión, refracción, difracción, interferencia y polarización de la luz.

Reconoce las leyes de la reflexión de la luz y las aplica en la obtención de las ecuaciones los espejos planos y curvos y

en la solución de problemas diversos.

Aplicas las leyes de la refracción en un prisma óptico, en láminas caras paralelas y en las lentes.

Reconoce las aplicaciones de los fenómenos que se dan en la luz, en la fabricación de instrumentos ópticos.

Identifica las magnitudes fundamentales de la fotometría y sus unidades y las aplica en la solución de situaciones diversas.

Interpreta situaciones de la naturaleza de la luz, a través de experiencias sencillas y complejas, videos o CD.

COMPETENCIA

Comprende la naturaleza ondulatoria de la luz y su comportamiento como onda transversal e interpreta los fenómenos de reflexión, refracción, difracción, interferencia y polarización.

TEMÁTICA

Naturaleza de la luz
Propagación de la luz
Velocidad de la luz
Reflexión de la luz( espejos)
Refracción de la luz ( lentes)

ACTIVIDADES: Realiza las 3 actividades iniciales consultando en cada una de las páginas dada en la bibliografìa, lo mismo que el módulo de apoyo y simultáneamente debes ir planteando y resolviendo cada una de las situaciones de acuerdo con tu trabajo.

Realiza un trabajo, de acuerdo con

el contenido a desarrollar de manera coherente, en un documento escrito, puede recurrir a tu creatividad para la presentación del mismo. Recuerda que tú puede consultar otras página de tu interés. Puedes conformar grupos de trabajo y presentar la socialización del mismo

NATURALEZA DE LA LUZ, :VELOCIDAD DE LAS LUZ: analizaa cada una de la teorías acercade la naturaleza de la l uz.
REFLEXIÓN DE LA LUZ: a partir del concepto de reflexión de la luz y sus leyes, determina las imagenes dada e n los espejos planos y esféricos.
REFRACCIÓN DE LA LUZ: aplica el concepto de refracción de la luz y sus leyes, para explicar la refracción en las láminas de caras paralelas, en los prismas, la reflexión total interna y las imàgenes dada en las lentes.
SOLUCIÓN DE SITUACIONES: analiza y plantea la solución de las actividades, planteadas a continuación

La situaciones de la 1 a la 5 tienen dos opciones correctas, márcalas y presenta la sustentación de las mismas

La imagen que se obtiene de un objeto situado frente a un espejo convexo es:
a) Real
b) Virtual
c) Derecha y de menor tamaño que el objeto
d) Derecha y de mayor tamaño que el objeto

La propagación rectilínea de la luz da explicaciones a los fenómenos de:
a) Sombras, Penumbras y eclipses
b) La difracción
c) La cámara obscura
d) La frecuencia de la onda

Cuando un objeto se encuentra entre el foco y el vértice de un espejo cóncavo éste produce imágenes:
a) Reales
b) Virtuales
c) derechas
d) de menor tamaño que el objeto
El fenómeno de reflexión total interna, se presenta cuando:
a) el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo de refracción
b) el índice de refracción del primer medio es mayor que el del segundo medio
c) el ángulo de incidencia es menor que el áimágenes:
a) Reales
b) Virtuales
c) derechasngulo límite
d) el índice de refracción del primer medio es menor que el del segundo medio
La imagen que se obtiene de un objeto situado entre el foco y el centro de curvatura de una lente convergente es:
a) real
b) virtual
c) invertida
d) derecha
Si una persona de 1,8 m de estatura, desea verse completamente en un espejo plano, el tamaños del espejo debe ser :
a) Más de 1,8 m
b) Menos de 1,8 m
c) Exactamente de 90 cm
d) Menos de 90 cm
El ojo miope, es un ojo muy convergente, o por que el ojo en muy grande o porque el cristalino es muy convergente. Los rayos luminosos que viene de un objeto en el infinito forma una imagen delante de la retina. Su punto remoto está a distancia finita y su punto próximo está más cerca que para un ojo normal. Para corregir la miopía , se debe disminuir la convergencia del ojo, de tal manera que un objeto en el infinito dé una imagen en el punto remoto, para ello se debe usar:
a) Una lente convergente
b) una lente divergente
c) una lente convergente – divergente
d) una lente plana convexa.
Sí un miope no distingue más allá de 0,25 cm, necesita una lente:
a) convergente de – 4 dioptrías
b) divergente de – 4 dioptrías
c) convergente de – 0,25 dioptrías
d) divergente de – 0,25 dioptrías
Si tiene un espejo angular de 30°, el número de imágenes que se dan son:
a) 30 c) 11
b) 12 d) 10

La gráfica aceleración contra velocidad para el movimiento rectilíneo de un carro que parte del
reposo es la siguiente.
t1 es el tiempo que tarda el carro desde arrancar hasta llegar a una velocidad uo y t2 es el
tiempo que tarda en pasar de uo a 2uo. Puede concluirse que
A. t1 = t2
B. t1 = 2t2
C. t1 = t2
D. t1 = t2
La magnitud de la aceleración de cualquiera de los carros en cualquier momento es
A. igual a cero, porque la magnitud de su velocidad es constante.
B. igual a cero, porque la magnitud de la fuerza neta sobre el carro es nula.
C. diferente de cero, porque la magnitud de la velocidad angular no es constante.
D. diferente de cero, porque la dirección de la velocidad no es constante.
En una pista circular de juguete hay cuatro carros que se desplazan con rapidez constante. Todos
los carros tardan el mismo tiempo en dar una vuelta completa a la pista.
Las resistencias R1, R2, R3 y R4 de cada uno de los carros son iguales, y su valor es R. La pista
está alimentada por una pila que entrega un voltaje V. La pista con los carros en movimiento se
representa mediante el esquema simplificado del circuito eléctrico mostrado en la figura.
12.
14.
13.
23
32
Una forma de verificar que las resistencias R1,R2,R3 y R4 están en paralelo es que
A. al medir el voltaje en cada resistencia, debería ser igual a V en R1 y 0 en las otras.
B. al medir el voltaje a través de cada resistencia debería ser el mismo para todas.
C. al medir la corriente, debería ser mayor a través de la primera resistencia R1.
D. al medir la corriente debería ser mayor a través de la última resistencia R4.
RESPONDA LAS PREGUNTAS 13 Y 14 DE ACUERDO CON LA SIGUIENTE INFORMACIÓN

La Ley de Ohm se puede entender con facilidad si se analiza un circuito donde están en serie, una fuente de voltaje (una batería de 12 voltios) y un resistor de 6 ohms (ohmios).

Ver el gráfico a la derecha.

Se puede establecer una relación entre el voltaje de la batería, el valor del resistor y la corriente que entrega la batería y que circula a través del resistor.

Esta relación es: I = V / R y se conoce como la Ley de Ohm. Entonces la corriente que circula por el circuito (por el resistor) es: I = 12 Voltios / 6 ohms = 2 Amperios.

De la misma fórmula se puede despejar el voltaje en función de la corriente y la resistencia, entonces la Ley de Ohm queda: V = I x R. Entonces, si se conoce la corriente y el valor del resistor se puede obtener el voltaje entre los terminales del resistor, así: V = 2 Amperios x 6 ohms = 12 Voltios

Al igual que en el caso anterior, si se despeja la resistencia en función del voltaje y la corriente, se obtiene la Ley de Ohm de la forma: R = V / I. Entonces si se conoce el voltaje en el resistor y la corriente que pasa por el se obtiene: R = 12 Voltios / 2 Amperios = 6 ohms

Laboratorio Para Tratar Ley De Ohm

Experiencia No .5. Ley de Ohm
1.   Tema : Corriente eléctrica, resistencia y fuerza electromotriz.
2. Objetivos:
2.1. General:
1. Determinar la relación entre la corriente y el voltaje para materiales ohmicos y no   ohmicos
2.2. Específicos:
1. Determinar la razón del voltaje – corriente en una resistencia de carbón.
2. Determinar la razón del voltaje – corriente en un diodo rectificador
3. Comparar el comportamiento de la corriente en el diodo y en la resistencia de carbón
3. Actividades de Fundamentación teórica
Antes de llegar al laboratorio debes indagar acerca de los siguientes aspectos:
1.   Ley de Ohm
2. Circuitos eléctricos resistivos
3. Modelo de conducción eléctrica4. Procedimiento.

Parte A: Resistor de 33 ohmios.

Utilice la fuente de poder (power amplifier) para proporcionar diferentes voltajes a una resistencia de 33 ohmnios. Utilice los sensores de voltaje   y de corriente en DataStudio   para medir el voltaje registrado en los terminales de la   resistenciay la corriente que pasa por ella.

Utilice el software para mostrar los datos de voltaje y corriente. Utilice una gráfica de voltaje frente a corriente para determinar el valor de la resistencia.

Parte B: Diodo rectificador

Utilice la fuente de poder (power amplifier) para proporcionar diferentes voltajes a un diodo rectificador. Utilice los sensores de voltaje y de corriente en DataStudio para medir el voltaje y la intensidad de corriente que pasa por el diodo.

Utilice el software para mostrar los valores de voltaje intensidad de corriente. Utilice una gráfica de voltaje frente a intensidad de corriente para determinar la relación que existe entre estas dos variables en el diodo.

4.1. Configuración del ordenador

Resistencia:

1. Conecte el interfaz ScienceWorkshop al ordenador, encienda el interfaz y luego encienda el ordenador.

2. Conecte los conectores tipo clavijas en los terminales de salida de la fuente de poder (power amplifier).