5 final 06 - 10 -2011

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL - Facultad Regional Santa Fe 
 FÍSICA II 
Dpto. Materias Básicas - UDB FÍSICA 
 
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12
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1067,1 1011,9 1061 104 1085,8
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πµε 
Carrera / comisión: Fecha: 06 – 10 - 11 
Alumno: DNI Docente: 
EXAMEN FINAL 
 
1. Una esfera pequeña de 1,50 g de masa y 8,9.10
-6
 C, cuelga de un hilo entre 
dos placas verticales paralelas separadas una distancia igual a 5,00 cm. 
Las placas son conductoras y poseen densidades de carga superficiales +σ 
y – σ. Cuando la esfera llega a su posición de equilibrio, adopta un ángulo 
de 30º con respecto a la vertical. 
a. Halle el campo eléctrico E
r
 producido por la presencia de las 
placas. 
b. ¿Qué densidad de carga poseen las placas? 
c. Calcule el valor de la diferencia de potencial necesaria para 
mantener la esfera en su posición de equilibrio. 
d. Si se dispara un electrón desde un punto ubicado a la mitad de la distancia entre placas 
perpendicularmente a las mismas, hasta casi tocar una de ellas: ¿qué energía debería darse a 
la partícula? 
 
2. Dos rendijas separadas 0,2 mm son iluminadas por cierta luz de longitud de onda 0,6 µm, 
produciéndose franjas brillantes y oscuras en una pantalla situada a 0,5 m. 
a. ¿Cuál es la separación de las franjas brillantes en el aire? 
b. Si el conjunto se sumerge en un líquido de índice de refracción n = 1,5¿Cuál es, para este caso, la 
separación de las franjas brillantes? 
 
 
3. Se tienen dos capacitores iguales ( C=3,26.10
-11 
F) y se los conecta en paralelo a una batería de 100 
V, si luego de cargados se desconecta la batería y se introduce en uno de los capacitores una placa 
dieléctrica ( k=3) que llena completamente el espacio entre placas, determine: 
a. La carga en cada capacitor antes y después de introducir la placa dieléctrica. 
b. La diferencia de potencial luego de haber introducido la placa dieléctrica y la energía 
almacenada en cada condensador antes y después de haber introducido la placa. 
Si luego de haber cargado los capacitores y quitado la batería, tomamos uno de los capacitores 
cargados y lo unimos en serie a una resistencia de 1kΩ, la carga en el circuito será variable (
RC
t
eCq
−
⋅= ε ), determine entonces: 
c. La diferencia de potencial en el capacitor para un tiempo t = 0 (s). 
d. ¿Para qué tiempo la diferencia de potencial será mínima? Dé el resultado en función de la 
constante capacitiva del circuito. 
En todos los casos, realice el gráfico del circuito. 
 
 
4. Una barra de cobre de 20 cm de largo y 100 g de masa, se desliza sin fricción a velocidad constante, 
sobre un alambre en forma de U que está inclinado 30° respecto de la 
horizontal, en una zona donde hay un campo de inducción magnética 
B = 10 T uniforme y constante, de dirección perpendicular al plano 
horizontal. Determine: 
a. La fem y la corriente inducidas, sabiendo que la resistencia 
del circuito es R = 10 Ω. 
b. El valor de las fuerzas que actúan sobre la barra en 
movimiento. 
c. Calcule la potencia que aporta el campo B
r
 y la potencia disipada por el circuito. Explique el 
resultado.