Física II

Un metal está a 10 ^oC. ¿Cuál será la temperatura de un trozo de metal idéntico que está dos veces más caliente, es decir, que tiene una energía interna doble?

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Considérese el sistema óptico de la figura, constituido por dos lentes delgadas, una convergente (L₁, f´₁ = 12 cm) y otra divergente (L₂, f´₂ = -20 cm), y una lente gruesa de vidrio. Parte del sistema está inmerso en agua, como se indica. Considérense los puntos P₁, P₂ y P₃, formando un triángulo rectángulo (P₁P₂ = P₂P₃ = 1 cm).
a) Si los puntos P´₁, P´₂ y P´₃ son las imágenes de los puntos P₁, P₂ y P₃ a través de las lentes L₁ y L₂, determinar el área del triángulo formado por dichos puntos imágenes P´₁, P´₂ y P´₃. ¿Este triángulo es también un triángulo rectángulo?
b) Determinar la posición y el carácter de la imagen final de P₂ a través de todo el sistema óptico.
c) Considérese sólo la lente gruesa, pero ahora inmersa en aire. Determinar la posición que tiene sobre el eje óptico el plano focal imagen de dicha lente gruesa.
Datos: n_vidrio: 1,5; n_agua = 1,33; n_{aire = 1.}

Problema de Óptica geométrica. Aparece en la convocatoria de SEP2009.

Verificar que cuando una onda pasa a través de un medio limitado por caras planas paralelas, la dirección de propagación del rayo emergente es paralela a la del rayo incidente. Calcular el desplazamiento lateral de los rayos.

Cuestion de Reflexión y Refracción de Ondas.

Defina el principio de Huygens y comente su aplicación.

Cuestion de Interferencias.

Definir el concepto de puntos nodales, describir cómo se determinan y cuál es su relación con los puntos principales.

Cuestion de Interferencias.

Representar la variación de temperatura en función de la energía que se transfiere en forma de calor a una masa de 1 g de agua helada a -30 ºC hasta convertirla en vapor a 120 ºC. En el mismo proceso, cómo sería la gráfica correspondiente a la energía interna en función de esta energía suministrada. Calor específico del hielo 2090 Jkg^-1K^-1; calor específico del agua líquida 4190 Jkg^-1K^-1; calor específico del vapor 2010 Jkg^-1K^-1; calor latente de fusión 3.33•10⁵ Jkg^-1; calor latente de vaporización 2.26•10⁶ Jkg^-1.

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Una de las caras de un paralelepípedo de vidrio, de índice de refracción n_v=1.5, está en contacto con agua según se indica en la figura. Calcular el ángulo de incidencia máximo con que un rayo luminoso debe llegar a la cara AB del paralelepípedo para que después se refleje totalmente sobre la cara BC en contacto con el agua. Indice de refracción del agua:

Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.

Una experiencia consiste en una fuente S y un detector D separados una distancia de 600 m, equidistantes de un eje transversal AO. La fuente S emite ondas sonoras (v=340 m/s) de frecuencia ν=100 Hz. a) En una primera parte de la experiencia, las ondas que salen de S llegan a D por dos caminos diferentes: directamente, y después de reflejarse en una pared P. Esta se sitúa primero en una posición P₁ y después en una posición diferente P₂, para las cuales se obtiene en D respectivas situaciones de mínimo de intensidad, habiéndose observado además entre ambas posiciones 100 situaciones de máximo de intensidad. Si la distancia entre la pared en la posición P₁ y la recta SD es de 361.8 m, ¿cuál es el espacio entre las posiciones P₁ y P₂ de la pared? b) En una segunda parte de la experiencia se elimina la onda directa que llega al detector, colocando un obstáculo en el camino SD, de forma que a D sólo llegan ondas después de rebotar en la pared P. Se quiere además que la pared alcance diferentes posiciones, para lo cual se da a la pared un movimiento uniformemente acelerado con a=2 m/s². En estas condiciones, en una posición P₁ de la pared se obtiene en D una frecuencia de ν´=92.3 Hz. Calcular la frecuencia ν₁ percibida por el observador O colocado en el centro de la pared en esta posición P₁. Si para una posición P₂ se tiene que P₁P₂=100 m, calcular la frecuencia ν₂ observada por O en la nueva posición P₂.

Problema de Interferencias.

Para reducir la reflexión en la superficie del cristal, las lentes van, a menudo, recubiertas de películas delgadas de sustancias transparentes como F₂Mg (n=1.38). ¿De qué espesor debe ser esta película para producir una reflexión mínima en el centro del espectro visible 550 nm? n_cristal=1.5.

Problema de Interferencias.

Una cuerda de piano está hecha de acero y tiene 50 cm de longitud y 5 g de masa, estando sometida a una tensión de 400 N. a) ¿Cuál es la frecuencia de su vibración fundamental? b) ¿Cuál es el número del armónico más alto que puede ser oído por una persona capaz de percibir frecuencias hasta de 10000 s^-1?

Problema de Interferencias.