Física II

Demostrar que el rendimiento de una máquina de Carnot depende exclusivamente de las temperaturas de los focos frío y caliente.

Cuestion de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

Determinar el trabajo realizado en las trayectorias A®B, B®C, C®D y D®A. Calcular el trabajo total realizado al recorrer todo el ciclo. ¿Cuánto valdrá el trabajo total realizado si se recorre el ciclo en sentido contrario?

Cuestion de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

Un hilo de acero de 3 m de longitud y otro hilo de cobre de 2 m de longitud con la misma sección recta de 1 mm² están unidos fuertemente por uno de sus extremos; el conjunto se sujeta por uno de los extremos a un punto fijo, colgando verticalmente. a) ¿Qué carga ha de colgarse del extremo libre para que se produzca un aumento de longitud total de 4 mm? b) ¿Cuál es la máxima carga que podría soportar sin sobrepasar el límite elástico? ¿Qué energía elástica quedaría almacenada en este caso en cada hilo? Supóngase despreciables los pesos de los hilos.
Sobre el hilo sometido a la carga del caso a), mediante un agente externo, se generan ondas transversales de amplitud 5 cm y de frecuencia 100 Hz que se propagan desde el hilo de acero al de cobre. Determinar: c) los coeficientes de reflexión R y transmisión T y d) escribir las ecuaciones de las ondas incidente, reflejada y transmitida.
(E_acero=20•10¹⁰ Pa; (σ_Elás)_acero=25•10⁷ Pa; ρ_acero=7.8 g/cm³; E_cobre=12.8•10¹⁰ Pa; (σ_Elás)_cobre=15•10⁷ Pa; ρ_cobre=8.96 g/cm³)

Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.

Una superficie plana separa aire de un medio cuyo índice de refracción es 2. ¿Cuál es el ángulo límite al pasar del medio al aire? ¿Y al pasar del aire al medio?

Cuestion de Reflexión y Refracción de Ondas.

a) ¿Qué diferencia de camino mínima se necesita para introducir un desplazamiento de fase de 180^o en una luz de 600 nm de longitud de onda? b) ¿Qué desplazamiento de fase introducirá esta diferencia de camino en luz de 800 nm de longitud de onda?

Cuestion de Interferencias.

Explicar la diferencia en la iluminación sobre una pantalla lejana por dos fuentes puntuales, muy próximas situadas a la misma distancia respecto de la pantalla, según sean estas coherentes o incoherentes. Representar el diagrama de intensidades en los dos casos.

Cuestion de Interferencias.

Se lleva un gas ideal de una temperatura inicial T_i a una temperatura final mayor T_f, a lo largo de dos caminos reversibles diferentes que parten del mismo punto en un diagrama PV: el camino A es a presión constante; el camino B es a volumen constante. ¿Cómo será la relación entre las variaciones de entropía para estos dos caminos: a) ΔS_A > ΔS_B; b) ΔS_A=ΔS_B; c) ΔS_A > ΔS_B? Justifique la respuesta.

Cuestion de Teoría Cinética de los Gases.

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.