Física II

¿A qué distancia debe colocarse un objeto respecto a una lente divergente para que la imagen: a) esté en el infinito? b) esté tan cerca del objeto como sea posible? c) sea positiva (derecha)? d) sea del mismo tamaño que el objeto? e) esté invertida y aumentada?

Cuestion de Óptica geométrica.

Dos moles de un gas ideal monoatómico inicialmente a 1 atm y 300 K realizan el siguiente ciclo, cuyas etapas son todas reversibles: 1) Compresión isotérmica hasta 2 atm, 2) Aumento isobárico de la T hasta 400K y 3) Retorno al estado inicial por el camino P=a+bT, siendo a y b constantes.
a) Dibuja esquemáticamente el ciclo sobre un diagrama P-T.
b) Calcula P, V y T de cada uno de los estados.
c) Calcula las variaciones numéricas ΔU y ΔS para cada etapa del ciclo.
d) En algún punto del último proceso la presión vale 1.5 atm ¿Cuánto vale entonces la temperatura?
(Cv para un gas ideal monoatómico = 3/2 R).

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica. Aparece en la convocatoria de JUN2009.

Un espejo cóncavo para afeitarse tiene una distancia focal de 15 cm. Hallar la distancia óptima de una persona al espejo si la distancia de visión nítida es 25 cm. ¿Cuál es el aumento?

Cuestion de Óptica geométrica.

a) Una olla gruesa de cobre (c_cobre=0.093 cal/g^oC) de 2 kg (incluida su tapa) está a 150^oC. Se vierte en ella 0.1 kg de agua (c_agua=1 cal/g^oC, c_{vapor de agua}=0.5 cal/g^oC) a 25^oC y se tapa rápidamente la olla para que no se pueda escapar el vapor (suponer que la presión se mantiene constante e igual a la atmosférica). Calcula la temperatura final de la olla y de su contenido, y determina la fase (líquido o gas) del agua. Supón que no se pierde calor al entorno. Calor latente de vaporización del agua: L_v=538 cal/g. b) A continuación se toman 3 l de vapor de agua a 400 K y 1 atm (c_p=8.8 cal/molK, γ=1.294, supóngase que el vapor de agua se comporta como un gas ideal) y se comprimen adiabáticamente de forma reversible hasta que su presión es P₂=25 atm. Si la compresión se realiza en dos etapas adiabáticas, también reversiblemente, llevando en la primera etapa adiabáticamente el gas hasta la presión de 5 atm, dejándolo enfriar después a presión constante hasta que su temperatura vuelva a ser la inicial, y en una segunda etapa comprimiéndolo hasta que su presión sea 25 atm, determinar el trabajo necesario para realizar la transformación; c) comparar dicho trabajo con el realizado en una sola transformación adiabática desde 1 atm hasta 25 atm.
R=2 cal/molK=0.082 atml/Kmol=8.31 J/molK; 1 atm=101324.72 N/m²

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica. Aparece en la convocatoria de SEP2000.

Un sistema óptico está formado por dos lentes, la primera convergente de 60 cm de focal y la segunda divergente, separadas por 20 cm. a) Determinar la potencia de la segunda lente si estando el objeto a 15 cm de la lente convergente la imagen final dada por el sistema es 3.75 veces menor que el objeto; b) ¿cuál es el carácter de la imagen? c) la lente divergente está formada a su vez por dos lentes yuxtapuestas, una biconvexa de índice de refracción 1.2 y radios iguales y otra cóncavo-convexa de índice de refracción 1.8 y cuyos radios están en relación 1 a 3. Determinar los radios de curvatura de las lentes que componen la divergente; d) si en lugar de la lente divergente colocamos un espejo esférico en su misma posición, ¿qué radio debe tener dicho espejo para que el carácter y tamaño de la imagen siga siendo igual que antes? ¿Se trata de un espejo cóncavo o convexo?

Problema de Óptica geométrica. Aparece en la convocatoria de JUN2002.

Cuando dos ondas interfieren constructiva o destructivamente, ¿Hay generación o perdida de energía? Explicar lo que ocurre.

Cuestion de Interferencias.

Demostrar que si la luz pasa de un medio de índice de refracción dado a otro medio de índice de refracción mayor, el rayo se desvía acercándose a la normal, mientras que si la luz pasa de un medio a otro con índice de refracción menor el rayo se aleja de la normal.

Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.

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.

Cuando el espejo de un interferómetro de Michelson se desplaza una distancia Δl, pasan 140 franjas completas por el detector (una franja completa consisten en un máximo y un mínimo de intensidad). La luz utilizada tiene una longitud de onda de 526.31 nm. Determinar Δl.

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 17^oC, 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 17^oC, determinar la frecuencia inicial del sonido percibido por la persona en lo alto de la torre. Velocidad del sonido en el aire a 0^oC: 330 m/s.

Problema de Interferencias.