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. (Eacero=20•1010 Pa; (σElás)acero=25•107 Pa; ρacero=7.8 g/cm3; Ecobre=12.8•1010 Pa; (σElás)cobre=15•107 Pa; ρcobre=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 180o 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 Ti a una temperatura final mayor Tf, 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) ΔSA > ΔSB; b) ΔSA=ΔSB; c) ΔSA > ΔSB? Justifique la respuesta. Cuestion de Teoría Cinética de los Gases.
El ángulo límite que corresponde a la refracción entre el aire y el hielo es 49o47´. Encontrar el índice de refracción del hielo. Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.
Un interferómetro acústico (ver figura) permite poner en evidencia las interferencias con la ayuda de una fuente S, estando la detección asegurada por el oído o un micrófono D. a) Lleno de aire, es necesario desplazar el tubo 2 una longitud de 2 cm para pasar de un máximo a un mínimo. ¿Cuál es la frecuencia de la fuente? b) Se sustituye el aire por una mezcla gaseosa, siendo necesario entonces desplazar el tubo 3 cm para pasar de un máximo a un mínimo. ¿Cuál es la velocidad del sonido en la mezcla gaseosa?. Velocidad de propagación del sonido en el aire v=340 m/s Problema de Interferencias.
Una película fina de alcohol etílico (na=1.4) situada sobre una placa de vidrio crown (nc=1.5) presenta bandas oscuras cuando se observa por reflexión de una luz, con incidencia normal, de 434 nm de longitud de onda o de 607.6 nm, pero no cuando se observa con cualquier otro valor de longitud de onda comprendido entre estos dos. a) ¿Cuál es el espesor de la película? b) Si el espesor fuese 558.3 nm, ¿cuál sería el mínimo ángulo de incidencia para el que podrían observarse franjas oscuras por reflexión de luz de 500 nm? Problema de Interferencias.
Dos tubos sonoros abiertos por un extremo de 1 m de longitud cada uno están llenos el primero de O2 y el segundo de N2 ambos en condiciones normales. Se desea saber: a) la frecuencia de las pulsaciones que se producen al hacer vibrar ambos tubos simultáneamente con el tono fundamental; b) la temperatura que debe de tener el tubo de N2 para que vibre con la misma frecuencia que el otro tubo. Coeficiente adiabático del oxígeno y del nitrógeno: 1.4 Masa molecular del oxígeno: 32 g/mol; masa molecular del nitrógeno: 28 g/mol. Problema de Interferencias.
Una red de difracción de 20000 líneas tiene una longitud de 5 cm. Hallar la separación angular de todo el espectro visible: a) para el primero, y b) para el segundo orden. Se supone que las longitudes de onda del espectro visible van desde 390 nm (violeta) hasta 770 nm (rojo). Problema de Difracción.
