Ciencias

Ejercicios

MÓDULO 4 (Nivel: Cuarto Medio)

Eje Temático: Física: (Electricidad y magnetismo - El mundo atómico)

Contenidos Curriculares:

Electricidad y magnetismo: Fuerza entre cargas - Circuitos de corriente variable - El mundo atómico: El átomo - El núcleo atómico
Electricidad y magnetismo

En esta área de la física es donde se ha originado el mayor número de inventos y los que más han influido sobre la humanidad. La “luz eléctrica”, los medios de comunicación (telefonía, radio, televisión, etc.) y la informática, han cambiado significativamente el estilo de vida de las personas.

Los artefactos eléctricos y electrónicos que nos rodean, los cuales suelen facilitar considerablemente nuestra vida, son cada vez más complejos y sofisticados, pero el modo en que funcionan se puede explicar en base a un conjunto relativamente pequeño de conceptos y leyes físicas no muy difíciles de comprender. Este es el propósito de esta unidad.

El mundo atómico

Esta unidad es todo un desafío. En contraste con la anterior, trata de algo que está muy alejado de lo cotidiano. Por otra parte, los conceptos que permiten comprender el átomo son también muy extraños para el sentido común. Lo extraordinario, y fascinante a la vez, es que la física haya podido entrar en este mundo tan inaccesible.

Las aplicaciones tecnológicas de este conocimiento todavía no forman parte de nuestra vida cotidiana de un modo directo, pero son muchas y de gran importancia, particularmente en la industria y en la medicina. Lo más cercano a nuestras vidas son los circuitos integrados o chips, que están en todos los circuitos electrónicos sofisticados y cuyo desarrollo se debe a la comprensión del átomo.

1.

Sea E la magnitud del campo eléctrico debido a una esfera cargada uniformemente en un punto exterior a ella, ubicado a una distancia D de su centro. Si la carga de la esfera es duplicada, entonces la magnitud del campo eléctrico a una distancia de 2D del centro de la esfera es:

 

A. 4 E

B. 2 E

C. E

D. E/2

E. E/4

 

2.

Un condensador eléctrico de caras paralelas, como el que se ilustra en la figura, posee importantes características y propiedades.



Cuando sus placas están cargadas con carga Q+ y Q-, ¿qué es correcto afirmar sobre ellos?

 

A. El campo eléctrico que se produce en el espacio existente entre las placas es prácticamente homogéneo.

B. En el espacio que está fuera de las placas el campo eléctrico existente es muy intenso.

C. La diferencia de potencial eléctrico (voltaje) entre las placas es cero.

D. La carga neta que poseen es 2Q.

E. Para funcionar, el espacio entre las placas debe estar al vacío.

 

3.

El condensador eléctrico tiene muchas aplicaciones científicas y tecnológicas. Los caracteriza su capacidad C.

La capacidad de un condensador eléctrico está determinada por  ciertos factores, como por ejemplo,

 

A. la energía que almacena.

B. el voltaje que se le aplique.

C. la carga neta que posea.

D. la distancia entre sus placas.

E. la corriente que circule por él.

 

4.

Al observar un electrón, y de acuerdo con el principio de incertidumbre de Heisenberg, podemos decir que si determinamos de manera totalmente precisa su posición, entonces

 

A. queda totalmente determinada su energía.

B. queda totalmente determinado su momentum.

C. queda totalmente indeterminada su masa.

D. resulta imposible determinar su velocidad.

E. podemos transformarlo íntegramente en energía.

 

5.

Dos placas planas y paralelas separadas una distancia de 3·10-4 m, se conectan a una batería de 3 V, de tal forma que entre ellas se establece un campo eléctrico homogéneo. ¿Cuánto trabajo se debe realizar para trasladar entre ellas a una carga de 2·10-6 C?

 

A. 1,8·109 J

B. 1,8·10-9 J

C. 4,5·102 J

D. 6·10-6 J

E. 6·10-2 J

 

6.

En la vida moderna aprovechamos de muchas maneras, y generalmente sin darnos cuenta, los variados efectos de la corriente eléctrica.

¿Cuál de los siguientes efectos produce un conductor que porta una corriente alterna sinusoidal?

 

A. Genera una onda electromagnética en el espacio que la rodea.

B. Atrae a cualquier otro conductor que porte corriente alterna.

C. Se repele con cualquier conductor que porte corriente, alterna o continua.

D. Atrae a cualquier imán que esté en las inmediaciones.

E. Hará que empiece a rotar cualquier brújula que esté en las inmediaciones.

 

7.

La inducción electromagnética se emplea, entre otras cosas, para convertir energía mecánica en eléctrica.

Un alambre de cobre se enrolla en una caja de cartón formando una bobina. Si tal como se muestra en la figura,  el imàn se mueve en el interior de la bobina de manera paralela al eje de èsta,¿qué le ocurre al imán?

 

Nota que el circuito de la bobina está cerrado.

 

A. No hay efectos sobre el imàn, sòlo la bobina se ve afectada.

B. Aparece sobre el imán una fuerza, provocada por la bobina, que nos ayuda a moverlo

C. Aparece sobre el imán una fuerza, provocada por la bobina, lo que nos difunta mover este dispositivo.

D. Aumenta su poder magnético.

E. Se enfría.

 

8.

Uno de los descubrimientos más sorprendentes de la física del siglo XX  se debe a Werner Heisenberg: el principio de incertidumbre.



Suponga un electrón que se mueve con una rapidez v y en línea recta a lo largo del eje X. Si

 

A. Que mientras más pequeño sea

B. Que mientras más pequeño sea

C. Que el producto entre

D. Que el producto entre

E. Que

 

9.

Un condensador de placas paralela posee capacidad C, está cargado con una carga Q, entre las placas hay un voltaje V y la energía que tiene almacenada es E.

preg75.jpg 



Si, como se ilustra en la figura, se extrae el dieléctrico (aislante) que separa sus placas dejando solo aire entre ellas, debe cambiar sólo

 

A. V

B. Q

C. C

D. E

E. C y E

 

10.

De acuerdo con el modelo atómico de Rutherford se afirma que

 

I. la mayor parte de la masa de átomo está concentrada en el núcleo.
II. el átomo es como un “pan de pascua”.
III. la carga eléctrica del núcleo es positiva.

 

A. Sólo I

B. I y II

C. I y III

D. II y III

E. I, II y III