Física II

Una lámina de cuarzo se utiliza para controlar la frecuencia de un circuito eléctrico oscilante. Se originan ondas longitudinales estacionarias en la lámina con producción de antinodos en las caras opuestas. La frecuencia fundamental de la vibración está dada por la siguiente ecuación:

donde S es el espesor de la lámina en cm. Calcular el módulo de Young de la lámina, siendo la densidad del cuarzo ρ=2.66 g/cm³.

Problema de Interferencias.

Una red de difracción de 100 rendijas/mm es iluminada en dirección normal al plano de las rendijas con tres radiaciones de 480 nm, 500 nm y 600 nm. ¿Cuál es la separación entre las tres figuras de primer orden de difracción producidas por la red en una pantalla situada a 1 m de distancia?

Problema de Difracción.

Una superficie esférica muy delgada se platea por ambas caras de modo que puede reflejar la luz actuando como un espejo cóncavo o convexo. Cuando se utiliza como un espejo cóncavo de distancia focal f se observa que un punto objeto que está a una distancia a tiene su punto imagen a una distancia . Se invierte a continuación la superficie y se utiliza como espejo convexo. a) ¿Cuál es la posición del punto imagen de a? b) ¿Cuál es la amplificación del espejo convexo?

Problema de Óptica geométrica.

Un sistema óptico está formado por una lente bicóncava L₁, una convergente L₂ de 10 dioptrías y un espejo cóncavo de 72 cm de radio, situados en este orden sobre un mismo eje. L₁ está formada por dos lentes plano-cóncavas yuxtapuestas del mismo radio e índices de refracción 1.6 y 1.5 unidas por su cara plana. Se fija la posición de L₂ situándola a 20 cm de L₁ y a 75 cm del espejo. Si un objeto de 10 cm de altura colocado 20 cm a la izquierda de L₁ da una imagen final real a 90 cm del espejo, ¿cuál es el radio de las lentes que componen L₁? Determinar el tamaño y carácter de la imagen final.

Problema de Óptica geométrica.

El punto de ebullición del azufre es 444.60 ^oC. El punto de fusión es 586.1 ^oF por debajo del punto de ebullición. a) Determine el punto de fusión en grados Celsius; b) encuentre los puntos de fusión y ebullición en grados Farenheit.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Se disponen dos cubos metálicos de 3 cm de lado, uno de cobre (Cu) y otro de aluminio (Al), como se indica en la figura. Hallar: a) el flujo de energía térmica que atraviesa cada cubo; b) el flujo de energía térmica total; y c) la resistencia térmica equivalente del sistema de los dos cubos.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

En un depósito cúbico de 15 cm de arista se encuentra confinado oxígeno a una temperatura de 300 K. Compare la energía cinética media de una molécula de gas con la variación de su energía potencial gravitatoria si cae desde la parte superior del depósito a la parte inferior.
Número de Avogadro: N_A=6.023·10²³ moléculas/mol; constante de Boltzmann: k=1.381·10^-23 J/K; 1 atm=101324.72 N/m¹.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

En un recinto a temperatura ambiente de 25 ^oC se sitúa 1 kg de hielo a -10 ^oC. El hielo se derrite y alcanza un estado de equilibrio térmico con la atmósfera. Calcular el aumento de entropía del Universo, sabiendo que el calor específico del hielo a presión constante es c_p=2.093 kJ/kg^oC, que su calor de fusión es L=333.3 kJ/kg y el calor específico del agua c=4.187 kJ/kg^oC.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

Un sistema experimenta las siguientes transformaciones reversibles: 1) de A a B isotérmica a 600 K con absorción de 300 kcal; 2) de B a C adiabática hasta 100 K; 3) de C a D isotérmica a 100 K con absorción de 500 kcal; 4) de D a E adiabática hasta 400 K; 5) de E a F isotérmica a 400 K con cesión de 800 kcal. Se trata de volver al estado inicial cediendo calor solamente por vía isotérmica a 350 K. ¿Cuál es la cantidad de ese calor?

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

¿Se puede, con los mismos elementos ópticos, construir un microscopio y un telescopio? En caso afirmativo representar la marcha de los rayos en los dos casos.

Cuestion de Óptica geométrica.