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Fisica Actividades I, Llly IV

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR
CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 “NARCISO BASSOLS”
ACTIVIDAD NO. 1 DE FÍSICA I

REFORZAMIENTO DE MATEMÁTICAS

NOMBRE DEL ALUMNO: ________________________________________________________________________________

FECHA: _____________________________ GRUPO: __________________ No. DE EQUIPO: ___________________

El propósito de esta actividad es aplicar tus conocimientos del área de matemáticas en los
siguientes temas: Notación decimal y Notación Científica, saber hacer Operaciones con Números
Racionales, Planteamiento y Solución de una Ecuación de Primer Orden con una incógnita, saber
Graficar (diagrama de dispersión) y el Cálculo de Razones-Proporciones. En ningún ejercicio se te
preguntan Conceptos de Física.

1. Completa la siguiente tabla.

Magnitudes físicas Notación Decimal Notación Científica


Distancia entre la Tierra y el Sol 150 000 000
en Km.
Átomos de Hidrógeno en un 1.11027
gramo.
Masa del átomo de Hidrógeno 0.000 000 000 000 000
en g. 000 000 001 67
Velocidad de la luz en m/s. 300 000 000
Masa del electrón en kg. 9.11031
Nm2 0.000 000 000 0667 392
Constante gravitacional en
kg2

2. Resuelve los siguientes problemas, aplica las operaciones con números racionales.
a. Una cubeta de pintura puede contener litros de pintura. Cuando el recipiente está
vacío y se le agregan litros de pintura, luego se le agregan 3 litros, ¿Cuántos le
faltan para llenarse?

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 1


b. Dos ciudades se encuentran a 240 km de distancia. Un corredor recorre un día 1 de esa
6
1 1
distancia, el otro y el tercer día de la misma. ¿Qué distancia le falta por recorrer?
4 8

c. Un avión vuela a una velocidad constante. Cada columna de la siguiente tabla


proporciona la velocidad del avión:

Distancia en kilómetros 700 1400 2100 2800 3500 4200


Tiempo en horas 1 2 3 4 5 6

Realiza la gráfica distancia vs tiempo.


¿Cuál es la razón de distancia y el tiempo?

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 2


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SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR
CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 “NARCISO BASSOLS”
ACTIVIDAD NO. 2 DE FÍSICA I

REFORZAMIENTO DE MATEMÁTICAS

NOMBRE DEL ALUMNO: ________________________________________________________________________________

FECHA: ____________________________ No. DE EQUIPO: ____________________ GRUPO: __________________

1. Resuelve las siguientes ecuaciones de primer grado.

8 12 b. 9 p  1  8( p  3)
a. z
5 5

1 3
c. 
2x  1 2x  2

2. Establece una ecuación para resolver el problema.

Un triángulo escaleno tiene un perímetro de 49 cm, calcula las longitudes de sus tres lados,
sabiendo que el lado más largo es el triple de largo que el lado más corto y el lado restante es 3
cm más grande que el más corto.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 3


3. Resuelve los siguientes sistemas de ecuaciones por algún método algebraico y después
grafica cada uno.
a. 6 x  3 y  12 b. 2 x  3  y
 x  y 1 3x  4  y

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 4


4. Obtener la longitud de una escalera recargada en una pared de 4.33 m de altura que
forma un ángulo de 60° con respecto al piso.

5. Determinar la longitud del segmento MN.

6. Desde el mirador de la torre que se encuentra a 50 m de altura un observador ve bajo un


ángulo de 60 ° una embarcación. ¿A qué distancia de la costa se encuentra la embarcación?

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 5


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ACTIVIDAD No. 3 FÍSICA I

CONVERSIÓN DE SISTEMAS DE UNIDADES Y ÁLGEBRA VECTORIAL

NOMBRE DEL ALUMNO: ________________________________________________________________________________

FECHA: _________________________ GRUPO: ________________ No. DE EQUIPO: ___________________

1. Resuelve las siguientes conversiones de unidades


a) 1.5 km a m
b) 3 000 m a km
c) 8 m a cm
d) 35 ft a m
e) 50 mi a km
h h
f) 15 in a cm
g) 12 mi a km
h) 250 ml a cm3
i) 80 km a m
h s
j) 450 cm a m2
2

k) 1 000 l a m3

2. En la figura 1, si F1  8 N , F2  5 N y F3  10 N . Calcula la fuerza resultante.

Figura 1

3. Con los datos que se muestran en la figura 2, calcular la magnitud del vector resultante y su
dirección.

Figura 2

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 6


4. Tomando la magnitud de 90 N y la dirección del vector F, calcular las magnitudes de las
componentes a partir del diagrama vectorial, que se muestran en la figura 3.

Figura 3

5. En la figura 4 se representan tres vectores en unidades arbitrarias. Determina el vector


resultante.

Figura 4

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 7


6. En el sistema de fuerzas que se muestra en la figura 5 determinar la fuerza resultante.

Figura 5

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 8


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ACTIVIDAD No. 4 FÍSICA I

PRIMERA Y SEGUNDA CONDICIÓN DE EQUILIBRIO, CENTROIDES

NOMBRE DEL ALUMNO: ________________________________________________________________________________

FECHA: ___________________________ GRUPO: ________________ No. DE EQUIPO: ___________________

1. Observa la gimnasta que cuelga de las argollas. Argumenta tus respuestas:


Si ella cuelga con su peso dividido por igual entre las dos argollas, ¿qué indicarían unas básculas
colocadas en las cuerdas, en comparación con el peso de ella?
Supón que su peso cuelga un poco más de la argolla izquierda. ¿Qué marcaría una báscula en la
cuerda derecha?

2. Un cable está tendido sobre dos postes colocados con una separación de 6 m. A la mitad del
cable se cuelga un letrero que provoca un pandeo, por lo cual el cable desciende verticalmente
una distancia de 50 cm. Si la tensión en cada segmento del cable es de 2000 N, ¿cuál es el peso
del letrero?

3. Calcular la tensión en la cuerda T2 , si el peso del objeto es de 25 N.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 9


4. La fuerza F ilustrada en la figura es de 400 N y el peso del hierro es insignificante. ¿Cuál es el
momento de torsión resultante en torno al eje A y en torno del eje B?

5. ¿Cuál es el momento de torsión resultante en torno al punto A de la figura? No tome en cuenta


el peso de la barra.

6. Los niños adquieren la intuición del momento de torsión cuando juegan en el sube y baja. Se
pueden equilibrar en él, aunque tengan distintos pesos. Sólo el peso no produce la rotación. Los
niños pronto aprenden que la distancia desde el pivote hasta donde se sientan tiene tanta
importancia como su peso. En la figura el peso del sube y baja es de 700 N, calcula la fuerza de
reacción en el pivote y el momento de torsión resultante.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 10


7. Calcula el peso que soportan los apoyos considerando que la viga tiene un peso de 180 N. La
masa 1 es de 50 kg y la masa 2 es de 100 kg.

8. Un peso “P” está colocado sobre una viga horizontal apoyada en A y B. La distancia entre los
soportes es de 3 m y el peso “P” está situado de tal manera que la reacción en el soporte A
es el doble de la reacción en el soporte B. Sin considerar el peso de la viga, determina la
distancia “x”.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 11


SEGUNDA PARTE CENTROIDES

Determinar el centroide de las siguientes figuras.

1.

2.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 12


3.

4.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 13


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ACTIVIDAD No. 5 FÍSICA I

NOMBRE DEL ALUMNO: ________________________________________________________________________________

FECHA: ___________________________ GRUPO: ________________ No. DE EQUIPO: _________________

MRU Y MRUA

1. De la siguiente figura; (a) calcular las velocidades de los puntos: AB, de BC, de CD y de DE. La
velocidad promedio de las velocidades.

2. Un cohete pequeño sale de su plataforma en dirección vertical ascendente y recorre una


distancia de 40 m antes de volver a la Tierra 5 s después de que fue lanzado. ¿Cuál fue la
velocidad media de su recorrido?

3. A la pelota de la figura se le imparte una velocidad inicial de 16 m/s en la parte más baja de un
plano inclinado. Dos segundos más tarde sigue moviéndose sobre el plano, pero con una
velocidad de sólo 4 m/s. ¿Cuál es la aceleración?

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 14


4. Un tren monorriel que viaja a 22 m/ s tiene que detenerse en una distancia de 120 m. ¿Qué
aceleración media se requiere cuál es el tiempo de frenado?

5. Se deja caer una piedra a partir del estado de reposo. ¿Cuándo alcanzará un desplazamiento
de 18 m por debajo del punto de partida? ¿Cuál es su velocidad en ese momento?

6. Se dispara verticalmente hacia arriba una flecha con una velocidad de 2 m/s. Tres segundos
después, otra flecha es disparada hacia arriba con una velocidad de 3 m/s. ¿En qué tiempo y
posición se encontrarán las dos flechas?

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 15


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CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 “NARCISO BASSOLS”

ACTIVIDAD NO. 1 FÍSICA III

REFORZAMIENTO DE MATEMÁTICAS

NOMBRE DEL ALUMNO: _______________________________________________________________________________

FECHA: ______________________________ No. DE EQUIPO: ____________________ GRUPO: ________________

1. Expresa en notación científica


a) 43.65 =
b) 0.00078 =
c) 827 000 000 000 =
d) 0.000 000 000 000 0324 =
e) ¿Cuánto vale n? si, 95 623.47=9.562347×10n
2. Encuentra el lado marcado como x. Expresa tus respuestas redondeadas a dos lugares
decimales.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 16


3. De acuerdo con los datos de la figura determina los valores de los ángulos x,  y el lado del
triángulo faltante.

4. Determina el valor de la altura de la torre y el valor ángulo  .

5. Calcula las longitudes de los triángulos que se te piden.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 17


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ACTIVIDAD NO. 2 FÍSICA III

VECTORES Y REFORZAMIENTO DE MATEMÁTICAS

NOMBRE DEL ALUMNO: ________________________________________________________________________________

GRUPO: ________________ No. DE EQUIPO: _________________ FECHA: ___________________________________

1. Calcular la fuerza resultante en cada caso:

a)
F1  40 N F2  30 N F3  50 N

b)

F1  30 N

F2  20 N

F3  33N

2. Calcular la fuerza resultante que se ejerce sobre la argolla en la figura.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 18


3. Hallar analíticamente la resultante de los siguientes vectores. Determinar también el ángulo
formado con respecto al eje x positivo.

5. Sin usar calculadora, efectúa las siguientes operaciones y expresa el resultado en notación
científica.
(7.2  10 3 )(8.110 2 )
a) 
4.3  105

(4.1 103 )(5.8  10 9 )


b) 
5.2  105

(6.4  105 )(5.7  10 6 )


c) 
(1.2  103 )(4.2  109 )

6. En las ecuaciones despeja los valores de las incógnitas que se te piden

1 C2 Despeja y calcula el valor de k.


 8.85 1012
4 k Nm2

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 19


Ek  q(V f  Vi ) Despeja a V f , Vi y q

kQ1Q2 Despeja a r, Q1 y Q2
Ep 
r

C  K 0
A Despejar A, d ,  0 y k
d

q Despejar q y r
Ek 2
r

q1q2 Despejar q1 , q2 , r y k
F k
r2

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 20


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ACTIVIDAD No. 3 FÍSICA III

LEY DE COULOMB Y CAMPO ELÉCTRICO

1. Una partícula alfa consiste en dos protones (qe = 1.6 x10-19 C) y dos neutrones (sin carga).
¿Cuál es la fuerza de repulsión entre dos partículas alfa separadas 2 mm entre sí?

2. Una esfera de 8 cm de diámetro tiene una carga de 4 µC en su superficie. ¿Cuál es la


intensidad del campo eléctrico en la superficie, 2 cm fuera de la superficie?

3. Una carga de +6 µC está 44 mm a la derecha de una carga de -8 µC. ¿Cuál es la fuerza


resultante sobre una carga de −2 µC que se encuentra 20 mm a la derecha de la carga de −8
µC?

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 21


4. De acuerdo con la figura, calcular la fuerza resultante sobre la carga Q2.

5. De acuerdo con los datos que se encuentran en la figura, las cargas Q1 = 30 nC y Q2 = - 90 nC.
Calcular la intensidad del campo eléctrico resultante en el punto P.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 22


6. Calcula la intensidad del campo eléctrico resultante en el punto P del sistema de cargas que
se muestra en la figura, siendo los valores de las cargas Q1 = 6 µC y Q2 = 9 µC.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 23


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ACTIVIDAD No. 4 FÍSICA III

POTENCIAL ELÉCTRICO, ENERGIA-TRABAJO Y CAPACITORES

NOMBRE DEL ALUMNO: ________________________________________________________________________________

FECHA: ___________________________ GRUPO: ________________ No. DE EQUIPO: ___________________

1. Una placa cargada positivamente esta 30 mm más arriba que una placa cargada
negativamente, y la intensidad del campo eléctrico tiene una magnitud de 6X10⁴ N/C.
¿Cuánto trabajo realiza el campo eléctrico cuando una carga de +4 µC se mueve desde Ia
placa negativa hasta Ia placa positiva?

2. ¿A qué distancia de una carga de -7 µC otra carga de -3 nC tendrá una energía potencial de 60
mJ? ¿Qué fuerza inicial experimentara la carga de -3 nC?

3. Dos placas paralelas están separadas 50 mm en el aire. Si la intensidad del campo eléctrico
entre las placas es de 2 X 10⁴ N/C, ¿Cuál es la diferencia de potencial entre las placas?

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 24


4. Un capacitor tiene una diferencia de potencial de 240 V, placas con un área de 5 cm2 y una
separación entre ellas de 3 mm. ¿Cuáles son la capacitancia y el campo eléctrico que existe
entre las placas? ¿Cuál es la carga de cada placa?

5. Suponga que el capacitor del problema anterior se desconecta de la batería de 240 V y luego
se inserta mica (k=5) entre las placas. ¿Cuáles son los nuevos valores de voltaje y de campo
eléctrico? Si se vuelve a conectar la batería de 240 V ¿Cuál será la carga entre las placas?

6. Una carga de +6 µC se encuentra en x = 0 sobre el eje x, y una carga de -2 µC se localiza en x


= 8 cm. ¿Cuánto trabajo es realizado por el campo eléctrico al llevar una carga de -3 µC desde
el punto x= 10 cm hasta el punto x = 3 cm?

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 25


CIRCUITOS DE CAPACITORES

7. Cuatro capacitores A, B, C y D tienen capacitancias de 12, 16, 20 y 26 µF, respectivamente.


Los capacitores A y B están conectados en paralelo. Después la combinación se cambia a
paralelo con C y D. ¿Cuál es la capacitancia equivalente?

8. Capacitores están conectados como se muestra en la figura. a) Encuentre la capacitancia


equivalente entre los puntos a y b. b) Calcule la carga de cada uno de los capacitores si el
Vab= 15.0 V.

9. Determine la capacitancia equivalente entre los puntos a y b en la combinación de


capacitores que se muestra en la figura. b) Calcule la carga de cada uno de los capacitores si
el Vab= 20 V. c) Calcula la energía potencial almacenada total.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 26


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CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 “NARCISO BASSOLS”

ACTIVIDAD No. 5 FÍSICA III

RESISTENCIA ELÉCTRICA Y CIRCUITOS ELÉCTRICOS RESISTIVOS

NOMBRE DEL ALUMNO: ________________________________________________________________________________

FECHA: ___________________________ GRUPO: ________________ No. DE EQUIPO: ___________________

1. ¿Cuál será la longitud necesaria para construir una resistencia de 10 Ω, en un hilo de Nicromo
de 0.5 mm de diámetro?

2. El rotor de un alternador está bobinado con hilo de cobre y tiene una resistencia de 0.87 Ω
medida a 60°C. Calcular el valor de la resistencia cuando el rotor se ha enfriado y la
temperatura ambiente es de 20°C.

3. Calcular el valor de la resistencia de un conductor de cobre de 2000 mm de longitud y 0.5cm de


diámetro.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 27


4. Encuentre la resistencia equivalente del circuito que aparece en la figura. Si se aplica una
diferencia de potencial de 24 v al circuito ilustrado en la figura, ¿cuáles serán la corriente y el
voltaje a través del resistor de 1 ?

5. Obtén el valor de las intensidades de corriente y voltajes de cada uno de los capacitores del
siguiente circuito. R1= 3 Ω, R2= 6 Ω, R3= 5 Ω, R4= 2 Ω, R5= 15 Ω, R6= 20 Ω, R7= 4 Ω y V= 150 volts.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 28


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CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 “NARCISO BASSOLS”

ACTIVIDAD NO. 1 FÍSICA IV

LEY DE COULOMB Y ESPECTROS DE CAMPO ELÉCTRICO

NOMBRE DEL ALUMNO: ________________________________________________________________________________

GRUPO: ________________ FECHA: __________________________ No. DE EQUIPO: __________________________

1. Una partícula alfa consiste en dos protones (qe = 1.6 x10-19 C) y dos neutrones (sin
carga). ¿Cuál es la fuerza de repulsión entre dos partículas alfa separadas 2 mm entre
sí?

2. Una carga de +6 µC está 44 mm a la derecha de una carga de -8 µC. ¿Cuál es la


fuerza resultante sobre una carga de −2 µC que se encuentra 20 mm a la derecha de
la carga de −8 µC?

3. El mismo número de electrones se coloca en dos esferas de metal separadas 3.0 cm


en el aire. ¿Cuántos electrones hay en cada esfera si la fuerza resultante es de 4500
N?

4. En los vértices del triángulo equilátero existen tres cargas puntuales, como se ve en la
figura 1. Calcula la fuerza resultante sobre la carga de valor 2.00 µC.

Figura 1

5. Representa los espectros del campo eléctrico mediante un dibujo, para las cargas
eléctricas que se te presentan a continuación:
a ) , 
b ) , 
c) , 

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 29


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ACTIVIDAD
CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y NO. 2 FÍSICA IV No. 8 “NARCISO BASSOLS”
TECNOLÓGICOS

ACTIVIDAD NO. 2 FÍSICA IV

PROBLEMAS DE CAMPO ELÉCTRICO

NOMBRE DEL ALUMNO: ________________________________________________________________________________

GRUPO: ________________ FECHA: _____________________________ No. DE EQUIPO: _____________________

10. Una esfera de 8 cm de diámetro tiene una carga de 4 µC en su superficie. ¿Cuál es la


intensidad del campo eléctrico en la superficie, 2 cm fuera de la superficie?

11. ¿Cuáles son la magnitud y dirección de la fuerza eléctrica sobre un electrón en un


campo eléctrico uniforme de 2360 N/C de intensidad que apunta hacia el este?

12. Una carga de -20 µC se halla 50 mm a la derecha de una carga de 49 µC. ¿Cuál es la
intensidad del campo resultante en un punto situado 24 mm directamente arriba de
la carga de -20 µC?

13. Un protón es proyectado en la dirección positiva de x al interior de una región de un


campo eléctrico uniforme E = 6.00 x 105 N/C en el instante t = 0. El protón recorre
una distancia de 7 cm antes de llegar al reposo. Determine a) la aceleración del
protón, b) su rapidez inicial y c) el intervalo de tiempo en el cual el protón queda en
reposo.

14. Determina el campo eléctrico resultante en A debido a las cargas Q1 y Q2 .


A

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 30


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ACTIVIDAD NO. 3 FÍSICA IV

LEY DE COULOMB DEL MAGNETISMO Y FLUJO MAGNÉTICO

NOMBRE DEL ALUMNO: ________________________________________________________________________________

GRUPO: ________________ FECHA: ________________________________ No. DE EQUIPO: ____________________

1. La intensidad de los polos de un imán de 18 cm de longitud es de 8 Am. Hallar la fuerza


ejercida sobre un polo de prueba norte de 4 Am, situado en un punto Q en el aire, a 12 cm
de cada polo del imán.

2. Un polo magnético experimenta una fuerza de 0.8 N en un campo magnético de inducción


0.05 T. Calcular la intensidad de dicho polo.

3. Un imán de 16 cm de longitud tiene unos polos de 40 Am de intensidad. Hallar la fuerza


ejercida sobre un polo sur de 5 Am de intensidad situado en un punto en el aire, en la
dirección del eje del imán y a 4 cm de su polo norte.

4. Una espira rectangular de 8 cm de ancho y 18 cm de largo forma un ángulo de 30° respecto


al flujo magnético en la figura 29.10. Si la densidad de flujo es 0.3 T, calcula el flujo
magnético que penetra la espira.

5. Una bobina de alambre de 30 cm de diámetro está en dirección perpendicular a un campo


magnético de 0.6 T. Si la bobina gira hasta formar un ángulo de 60° con ese campo, ¿cómo
cambiará el flujo?

6. Un flujo de 13.6 mWb pasa a través de una espira de alambre de 240 mm de diámetro.
Encuentre la magnitud de la densidad de flujo magnético si el plano de la bobina es
perpendicular al campo.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 31


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ACTIVIDAD NO. 4 FÍSICA IV

CAMPOS Y FUERZAS MAGNÉTICAS

NOMBRE DEL ALUMNO: ________________________________________________________________________________

GRUPO: ________________ FECHA: _____________________________ No. DE EQUIPO: ____________________

1. ¿Cuál es la inducción magnética B en el aire en un punto localizado a 6 cm de un alambre


largo que conduce una corriente de 4 A?

2. Una bobina circular con 400 vueltas de alambre en el aire tiene 6 cm de radio y está en el
mismo plano de la hoja. ¿Qué corriente deberá pasar por la bobina para producir una
densidad de flujo de 2 mT en su centro?

3. Un solenoide de 30 cm de longitud y 4 cm de diámetro tiene un devanado de 400 vueltas de


alambre enrolladas estrechamente en un material no magnético. Si la corriente en el alambre
es de 6 A, calcula la inducción magnética a lo largo del centro del solenoide.

4. Una bobina circular con 60 vueltas tiene 75 mm de radio. ¿Qué corriente deberá existir en la
bobina para que se produzca una densidad de flujo de 300 µT en el centro de la bobina?

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 32


5. Determinar la fuerza que ejerce un campo magnético cuya inducción tiene una magnitud de
0.35 T, sobre un electrón que entra perpendicular a dicho campo con una rapidez de 25 m/s.

6. Una partícula cargada con 17 µC se mueve perpendicularmente a un campo magnético a


razón de 41.66 m/s y recibe una fuerza magnética de 9.8 x 102 N que la desvía de su
trayectoria. Determinar el valor de la intensidad del campo magnético.

7. Un haz de electrones atraviesa, sin sufrir desviación alguna, una región donde existen un
campo eléctrico y otro magnético. Si se suprime el campo eléctrico, los electrones se mueven
en el campo magnético en trayectorias circulares de 1.14 cm de radio. Determinar la relación
de la carga eléctrica a la masa, tomando en cuenta que el gradiente de potencial del campo
eléctrico vale 8 x 103 V/m y que la inducción magnética es de 2 x 10-3 T.

8. Un solenoide recto, con una longitud de 5O cm y una sección recta de 9 cm2, está constituido
por 400 vueltas de alambre conductor, por la que circula una corriente eléctrica de 2 A de
intensidad. La permeabilidad magnética relativa de su núcleo de hierro es de 600. Calcular:
a) La excitación magnética
b) La inducción magnética
c) El flujo magnético, precisamente en el centro de su núcleo.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 33


9. Un núcleo toroidal de hierro de 4 cm2 de sección recta y l0 cm de diámetro medio se embobina
a base de 5 espiras/cm. La permeabilidad magnética relativa del hierro en cuestión es de 2000.
Calcular:
a) La reluctancia del núcleo.
b) La fuerza magnetomotriz producida por una corriente eléctrica de 0.5 A de intensidad
circulando por el embobinado.
c) El flujo magnético en el núcleo debido a esa corriente.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 34


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ACTIVIDAD NO. 5 FÍSICA IV

FUERZA SOBRE UN CONDUCTOR RECTO CON CORRIENTE SITUADO DENTRO DE UN


CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME. MOMENTO DE TORSIÓN SOBRE UNA ESPIRA
BOBINA DE CORRIENTE EN UN CAMPO MAGNÉTICO UNIFORME.

1. Dos conductores rectilíneos paralelos de gran longitud, están separados 4 cm en el aire y


conducen una corriente de 2 A y 6 A, respectivamente en el mismo sentido. Hallar la fuerza
ejercida entre ambos por unidad de longitud si las corrientes tienen:
a) El mismo sentido
b) Sentidos opuestos

2. Determinar la cantidad de carga eléctrica que circula durante 48 s por un conductor recto que
forma un ángulo de 25° con un campo magnético uniforme de 14 x 102 gauss de inducción
magnética, sabiendo que el conductor de referencia recibe una fuerza magnética de 7.5 x 10-2
N cuando 6 cm de su longitud quedan dentro de la zona de influencia de dicho campo.

3. Determinar la distancia que separa a dos conductores rectos y paralelos de 15 cm de longitud,


considerando que por cada uno de ellos circula una carga dé 75 C en 0.18 minutos, y que
entre ellos existe una fuerza magnética cuya magnitud es de 19.6 dinas.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 35


4. Una bobina rectangular de 25 espiras se suspende en un campo magnético cuyo valor de
inducción es 0.2 T. El plano de la bobina es paralelo a la dirección del campo, y las
dimensiones del cuadro son: 15 cm según la perpendicular y 12 cm según el campo. Hallar la
intensidad de corriente que debe circular por la bobina, si el momento del par de fuerzas que
se ejerce sobre ella vale 5.4 m N.

5. Un trozo de alambre de 12 cm conduce una corriente de 4.0 A formando un ángulo de 41º al


norte de un campo B dirigido al este. ¿Cuál deberá ser la magnitud del campo B para que
produzca una fuerza de 5 N sobre ese trozo de alambre? ¿Cuál es la dirección de la fuerza?

6. Hallar la magnitud de la fuerza ejercida sobre un conductor recto de 5 cm de longitud, por el


cuál circula una corriente de 30 A de intensidad, cuando se introduce a un campo magnético
de inducción 0.8 T, de tal manera que la longitud del conductor y el campo sean
perpendiculares entre sí.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 36


INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
SECRETARÍA ACADÉMICA
DIRECCIÓN DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR
CENTRO DE ESTUDIOS CIENTÍFICOS Y TECNOLÓGICOS No. 8 “NARCISO BASSOLS”

ACTIVIDAD NO. 6 FÍSICA IV

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN, FEM INDUCIDA Y TRANSFORMADOR ELÉCTRICO

1. Un amperímetro tiene una resistencia de 0.006 Ω y cada división de su escala de medida


equivale a 1.4. ¿Con qué resistencia se debe conectar en paralelo para convertirlo en otro
amperímetro en el que cada división de su escala de medida equivalga a 5 A de intensidad de
corriente eléctrica?

2. Un galvanómetro tiene una resistencia de 28 Ω e indica 1 mA a fondo de escala. Determinar


qué valor de resistencia y cómo se debe conectar, para convertir a dicho galvanómetro en:
a) un amperímetro con 0.25 A de intensidad de corriente a fondo de escala
b) un voltímetro con 0.2 voltios a fondo de escala.

3. Una bobina de alambre de 8 cm de diámetro tiene 50 espiras y está colocada dentro de


campo B de 1.8 T. Si el campo B se reduce a 0.6 T en 0.002 s, ¿cuál es la fem inducida?

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 37


4. Una bobina cuadrada que tiene 100 espiras con un área de 0.044 m2 se coloca de modo que
su plano sea perpendicular a un campo B constante de 4 mT. La bobina gira hasta una
posición paralela al campo en un lapso de 0.3 s. ¿Cuál es la fem inducida?

5. Un alambre de 0.15 m de longitud se desplaza a una velocidad constante de 4 m/s en una


dirección que forma un ángulo de 36° con un campo magnético de 0.4 T. El eje del alambre
es perpendicular a las líneas de flujo magnético. ¿Cuál es la fem inducida?

6. La tensión del primario de un transformador es de 1650 V y la del secundario 110 V.


Sabiendo que la intensidad de la corriente en el secundario es de 45 A, calcular la intensidad
de la corriente en el primario, suponiendo que el rendimiento es del 100%.

7. El primario de un transformador elevador tiene 50 vueltas, su secundario tiene 1500 vueltas.


El primario se conecta a un generador de corriente alterna que proporciona 120 voltios.
Determinar:
a) La tensión en el secundario.
b) La intensidad de corriente que fluye en el secundario, sabiendo que en el primario
fluyen 90 amperios.
c) La potencia entregada al primario y la que da el secundario.

Elaboró profesora: Edith Martínez Martínez Página 38

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