Física II

En un punto P sobre una pantalla se observa un patrón de interferencia que es el resultado de la superposición de un rayo directo que sale de una fuente con longitud de onda 500 nm, con un rayo reflejado en un espejo como se muestra en la figura. Si la fuente se encuentra a 100 mm a la izquierda de la pantalla y 1 cm arriba del espejo, encuentre la distancia y en mm a la primera franja oscura localizada arriba del espejo.

Problema de Interferencias.

Entre una lente plano-convexa y una lámina de vidrio sobre la cual ella fue colocada, no hay contacto por causa del polvo. El radio del quinto anillo oscuro de Newton, por causa de ello es igual a r₁=0.08 cm. Si eliminamos el polvo, el radio de este anillo aumenta hasta r₂=0.1 cm. Encontrar el espesor de la capa de polvo si el radio de curvatura de la superficie convexa de la lente es R=10 cm. La observación se lleva a cabo por reflexión.

Problema de Interferencias.

Una rendija rectangular, de anchura b muy pequeña comparada con su longitud, se ilumina normalmente a su superficie. Representar gráficamente la distribución de intensidad de las ondas difractadas un ángulo θ respecto de la dirección de incidencia.

Problema de Difracción.

Un pisapapeles de vidrio cuyo índice de refracción es de 1.55 tiene forma semiesférica de radio 4 cm y está colocado sobre un montón de papeles, coincidiendo el centro con una letra «O» de 2.5 mm de diámetro. ¿Cuál es la posición y el diámetro aparente de dicha letra cuando se observa desde fuera con incidencia normal?

Problema de Óptica geométrica.

Con un aparato fotográfico cuyo objetivo tiene una distancia focal de 20 cm sacamos una foto de un coche que corre a velocidad de 60 km/h a 100 m por delante de nosotros y en dirección perpendicular al eje del objetivo. Se pide: a) calcular el tiempo de exposición sabiendo que la foto es nítida si durante la exposición un punto imagen no se desplaza más de 0.1 mm; b) si la distancia máxima entre el objetivo y la placa es de 21 cm, ¿cuál será la mínima distancia a la que podemos sacar una foto correcta? c) Si quisiéramos con este aparato retratar un objeto situado a 40 cm del objetivo, ¿qué lente hemos de colocar yuxtapuesta al objetivo?

Problema de Óptica geométrica.

Un objeto se coloca en un punto fijo frente a una pantalla fija. Una lente delgada colocada entre el objeto y la pantalla produce una imagen nítida del objeto sobre la pantalla cuando se coloca en cualquiera de dos posiciones separadas 10 cm. Los tamaños de las imágenes en las dos posiciones están en razón de 3:2. a) ¿Cuál es la distancia focal de la lente? b) ¿Cuál es la distancia de la pantalla al objeto?

Problema de Óptica geométrica.

Un calorímetro contiene agua y dentro de ella un recipiente con 20 cm³ de agua. El equivalente en agua del calorímetro, accesorios y agua que contiene, excepción hecha de la masa m, es de M=400 g. Se pone el recipiente, por medio de un estrecho tubo, en comunicación con un recinto vacío, y así el agua que contiene se vaporiza lentamente, bajando la temperatura del calorímetro. Se hacen dos experimentos: en el primero la temperatura pasa de t₁=55.1 ^oC a t₂=26.5 ^oC y en el segundo de t´₁=40 ^oC a t´₂=10.8 ^oC. No hay pérdidas. Suponiendo que el calor latente de vaporización viene expresado por la fórmula L=a-bt, calcular a y b. Calor específico del agua:c= 1 cal/g ^oC.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Si se deja caer desde una altura h un recipiente térmicamente aislado y lleno de agua de forma que choque inelásticamente contra el suelo, ¿cuál debe ser el valor de h para que la temperatura del agua aumente 1^oC?

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Calcular la potencia necesaria para comprimir hasta una presión de 5 kg/cm² 10 m³/h de aire tomado inicialmente a la presión de 760 mm de Hg y a 27 ^oC: a) cuando la compresión es isoterma; b) cuando la compresión es adiabática (γ=1.4). Se considera el aire como un gas perfecto.
Tómese 1 atm=1 kg/cm²=101324.72 N/m².

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

2000 moles de un gas ideal evolucionan según un ciclo de Carnot entre 180 ^oC y 40 ^oC. La cantidad de calor absorbida de la fuente caliente es de 40·10⁵ J y la presión máxima alcanzada en el ciclo es de 10⁵ N/m². Suponiendo que c_p=7/2·R calcular: a) el volumen del gas al iniciarse y al finalizar la expansión isotérmica; b) el trabajo realizado por el gas durante la expansión; c) el trabajo realizado sobre el gas durante la compresión.
Tómese 1 atm=101324.72 N/m²; R=2 cal/molK.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.