Física II

Tenemos un sistema formado por tres elementos: una varilla de 10 cm de longitud e índice de refracción 1.5 con sus extremos tallados y pulidos en forma de superficies esféricas convexas de radios 20 y 30 cm, una lente convergente de 10 cm de focal y un espejo convexo de radio 30 cm, dispuestos en este orden. a) Un objeto se sitúa 10 cm a la izquierda de la varilla. Si la distancia entre la varilla y la lente es de 20 cm, ¿a qué distancia estará la lente del espejo para que la imagen final sea virtual y se situé a 10 cm del espejo? b) ¿Cuál será el aumento total del sistema? c) Si sustituimos la lente convergente por una divergente de la misma focal, ¿dónde estará la imagen, cuál será su carácter y cuál será el aumento lateral del sistema? d) La nueva lente divergente es la yuxtaposición de dos lentes, una biconvexa de índice de refracción 1.5 y otra bicóncava de índice de refracción 1.6, de radios iguales. ¿Cuál es ese radio?

Problema de Óptica geométrica. Aparece en la convocatoria de SEP2007.

Dos focos sonoros accionados en fase por un mismo amplificador están en un plano XY en las posiciones (0, 1) y (0, -1) m. En un punto del plano muy alejado de los focos sonoros se oye una interferencia constructiva a un ángulo de 0.140 rad respecto al eje X y la siguiente se escucha a 0.283 rad respecto a dicho eje. a) ¿Cuál es la longitud de onda de las ondas sonoras procedentes de los focos? b) ¿Cuál es la frecuencia? c) ¿A qué otros ángulos se escucha interferencia constructiva? Determínalos todos. d) ¿Cuál es el ángulo menor para el que se cancelarán completamente las ondas sonoras? Velocidad del sonido: v=340 m/s.

Problema de Interferencias. Aparece en la convocatoria de SEP2000.

En la figura está representado en un diagrama P-V el ciclo seguido por un gas. Si la energía interna del gas cuando se lleva de A a C aumenta en 800 J y el trabajo realizado por el gas a lo largo de la trayectoria ABC es de 500 J, a) ¿cuánto calor hay que agregar al gas al ir de A a C a través de B? b) Si la presión en el punto A es 5 veces la presión en el punto C, ¿cuál es el trabajo realizado por el gas al ir de C a D? c) ¿Cuál es el calor intercambiado con los alrededores de C a A? d) Si la energía interna al ir de D hasta A aumenta en 500 J, ¿cuánto calor se debe agregar al gas cuando va de C a D?

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica. Aparece en la convocatoria de SEP2002.

Dos altavoces A y B radian sonido uniformemente en todas direcciones. La potencia acústica emitida por A es 8·10-4 W y la de B 13.5·10-4 W. Ambos vibran en fase con una frecuencia de 173 Hz; a) determínese la diferencia de fase de las dos señales en el punto C situado en la línea que une A y B a 3 m de B y 4 m de A; b) hállese la intensidad en el punto C del altavoz A si se desconecta el B y la intensidad en C del altavoz B si se apaga el A; c) ¿cuál es la intensidad y el nivel de intensidad o sensación sonora en C cuando funcionan ambos altavoces? Intensidad umbral: I0=10-12 W/m2.

Problema de Interferencias.

Una persona se encuentra en lo alto de una torre de altura H=300 m. Hacia la base de la misma se acerca un móvil que dista inicialmente D=400 m con una velocidad constante de 108 km/h, emitiendo un sonido de frecuencia ν fija. El aire en que se efectúa la experiencia se encuentra a 17oC, existiendo un viento en el mismo sentido que el movimiento del móvil de 36 km/h de velocidad. Sabiendo que la frecuencia ν emitida por el móvil es 10 veces mayor que la del sonido fundamental producido por un tubo sonoro cerrado por un extremo y abierto por el otro de 2 m de longitud en el que el aire de su interior esté también a 17oC, determinar la frecuencia inicial del sonido percibido por la persona en lo alto de la torre. Velocidad del sonido en el aire a 0oC: 330 m/s.

Problema de Interferencias.