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Física Universitaria Volumen 2

Preguntas Conceptuales

Física Universitaria Volumen 2Preguntas Conceptuales
  1. Prefacio
  2. Termodinámica
    1. 1 Temperatura y calor
      1. Introducción
      2. 1.1 Temperatura y equilibrio térmico
      3. 1.2 Termómetros y escalas de temperatura
      4. 1.3 Dilatación térmica
      5. 1.4 Transferencia de calor, calor específico y calorimetría
      6. 1.5 Cambios de fase
      7. 1.6 Mecanismos de transferencia de calor
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    2. 2 Teoría cinética de los gases
      1. Introducción
      2. 2.1 Modelo molecular de un gas ideal
      3. 2.2 Presión, temperatura y velocidad media cuadrática (rms)
      4. 2.3 Capacidad calorífica y equipartición de energía
      5. 2.4 Distribución de las velocidades moleculares
      6. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    3. 3 Primera ley de la termodinámica
      1. Introducción
      2. 3.1 Sistemas termodinámicos
      3. 3.2 Trabajo, calor y energía interna
      4. 3.3 Primera ley de la termodinámica
      5. 3.4 Procesos termodinámicos
      6. 3.5 Capacidades térmicas de un gas ideal
      7. 3.6 Procesos adiabáticos para un gas ideal
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    4. 4 Segunda ley de la termodinámica
      1. Introducción
      2. 4.1 Procesos reversibles e irreversibles
      3. 4.2 Máquinas térmicas
      4. 4.3 Refrigeradores y bombas de calor
      5. 4.4 Enunciados de la segunda ley de la termodinámica
      6. 4.5 El ciclo de Carnot
      7. 4.6 Entropía
      8. 4.7 Entropía a escala microscópica
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  3. Electricidad y magnetismo
    1. 5 Cargas y campos eléctricos
      1. Introducción
      2. 5.1 Carga eléctrica
      3. 5.2 Conductores, aislantes y carga por inducción
      4. 5.3 Ley de Coulomb
      5. 5.4 Campo eléctrico
      6. 5.5 Cálculo de los campos eléctricos de las distribuciones de carga
      7. 5.6 Líneas de campo eléctrico
      8. 5.7 Dipolos eléctricos
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    2. 6 Ley de Gauss
      1. Introducción
      2. 6.1 Flujo eléctrico
      3. 6.2 Explicar la ley de Gauss
      4. 6.3 Aplicación de la ley de Gauss
      5. 6.4 Conductores en equilibrio electrostático
      6. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    3. 7 Potencial eléctrico
      1. Introducción
      2. 7.1 Energía potencial eléctrica
      3. 7.2 Potencial eléctrico y diferencia de potencial
      4. 7.3 Cálculo del potencial eléctrico
      5. 7.4 Determinación del campo a partir del potencial
      6. 7.5 Equipotential Surfaces and Conductors
      7. 7.6 Aplicaciones de la electrostática
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    4. 8 Capacitancia
      1. Introducción
      2. 8.1 Condensadores y capacitancia
      3. 8.2 Condensadores en serie y en paralelo
      4. 8.3 Energía almacenada en un condensador
      5. 8.4 Condensador con dieléctrico
      6. 8.5 Modelo molecular de un dieléctrico
      7. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    5. 9 Corriente y resistencia
      1. Introducción
      2. 9.1 Corriente eléctrica
      3. 9.2 Modelo de conducción en metales
      4. 9.3 Resistividad y resistencia
      5. 9.4 Ley de Ohm
      6. 9.5 Energía eléctrica y potencia
      7. 9.6 Superconductores
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    6. 10 Circuitos de corriente directa
      1. Introducción
      2. 10.1 Fuerza electromotriz
      3. 10.2 Resistores en serie y en paralelo
      4. 10.3 Reglas de Kirchhoff
      5. 10.4 Instrumentos de medición eléctrica
      6. 10.5 Circuitos RC
      7. 10.6 Cableado doméstico y seguridad eléctrica
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    7. 11 Fuerzas y campos magnéticos
      1. Introducción
      2. 11.1 El magnetismo y sus descubrimientos históricos
      3. 11.2 Campos y líneas magnéticas
      4. 11.3 Movimiento de una partícula cargada en un campo magnético
      5. 11.4 Fuerza magnética sobre un conductor portador de corriente
      6. 11.5 Fuerza y torque en un bucle de corriente
      7. 11.6 El efecto Hall
      8. 11.7 Aplicaciones de las fuerzas y campos magnéticos
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    8. 12 Fuentes de campos magnéticos
      1. Introducción
      2. 12.1 La ley de Biot-Savart
      3. 12.2 Campo magnético debido a un cable recto delgado
      4. 12.3 Fuerza magnética entre dos corrientes paralelas
      5. 12.4 Campo magnético de un bucle de corriente
      6. 12.5 Ley de Ampère
      7. 12.6 Solenoides y toroides
      8. 12.7 El magnetismo en la materia
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    9. 13 Inducción electromagnética
      1. Introducción
      2. 13.1 Ley de Faraday
      3. 13.2 Ley de Lenz
      4. 13.3 Fuerza electromotriz (emf) de movimiento
      5. 13.4 Campos eléctricos inducidos
      6. 13.5 Corrientes de Foucault
      7. 13.6 Generadores eléctricos y fuerza contraelectromotriz
      8. 13.7 Aplicaciones de la inducción electromagnética
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    10. 14 Inductancia
      1. Introducción
      2. 14.1 Inductancia mutua
      3. 14.2 Autoinducción e inductores
      4. 14.3 Energía en un campo magnético
      5. 14.4 Circuitos RL
      6. 14.5 Oscilaciones en un circuito LC
      7. 14.6 Circuitos RLC en serie
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    11. 15 Circuitos de corriente alterna
      1. Introducción
      2. 15.1 Fuentes de ac
      3. 15.2 Circuitos simples de ac
      4. 15.3 Circuitos en serie RLC con ac
      5. 15.4 Potencia en un circuito de ac
      6. 15.5 Resonancia en un circuito de ac
      7. 15.6 Transformadores
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    12. 16 Ondas electromagnéticas
      1. Introducción
      2. 16.1 Ecuaciones de Maxwell y ondas electromagnéticas
      3. 16.2 Ondas electromagnéticas planas
      4. 16.3 Energía transportada por las ondas electromagnéticas
      5. 16.4 Momento y presión de radiación
      6. 16.5 El espectro electromagnético
      7. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  4. A Unidades
  5. B Factores de conversión
  6. C Constantes fundamentales
  7. D Datos astronómicos
  8. E Fórmulas matemáticas
  9. F Química
  10. G El alfabeto griego
  11. Clave de Respuestas
    1. Capítulo 1
    2. Capítulo 2
    3. Capítulo 3
    4. Capítulo 4
    5. Capítulo 5
    6. Capítulo 6
    7. Capítulo 7
    8. Capítulo 8
    9. Capítulo 9
    10. Capítulo 10
    11. Capítulo 11
    12. Capítulo 12
    13. Capítulo 13
    14. Capítulo 14
    15. Capítulo 15
    16. Capítulo 16
  12. Índice

Preguntas Conceptuales

5.1 Carga eléctrica

1 .

En la mayoría de los objetos hay un gran número de partículas cargadas. ¿Por qué, entonces, la mayoría de los objetos no presentan electricidad estática?

2 .

¿Por qué la mayoría de los objetos tienden a contener un número casi igual de cargas positivas y negativas?

3 .

Una varilla cargada positivamente atrae un pequeño trozo de corcho. (a) ¿Podemos concluir que el corcho está cargado negativamente? (b) La varilla repele otro pequeño trozo de corcho. ¿Podemos concluir que esta pieza está cargada positivamente?

4 .

Dos cuerpos se atraen eléctricamente. ¿Tienen que cargarse los dos? Responda a la misma pregunta si los cuerpos se repelen.

5 .

¿Cómo determinaría si la carga de una varilla concreta es positiva o negativa?

5.2 Conductores, aislantes y carga por inducción

6 .

Un excéntrico inventor intenta hacer levitar una bola de corcho envolviéndola con papel de aluminio y colocando una gran carga negativa en la bola y luego poniendo una gran carga positiva en el techo de su taller. En cambio, al intentar colocar una gran carga negativa en la bola, la lámina sale volando. Explique.

7 .

Cuando una varilla de vidrio se frota con seda, esta se vuelve positiva y la seda negativa, pero ambas atraen el polvo. ¿Tiene el polvo un tercer tipo de carga que es atraída tanto por la positiva como por la negativa? Explique.

8 .

¿Por qué un automóvil siempre atrae el polvo justo después de ser pulido? (Tenga en cuenta que la cera para automóviles y los neumáticos son aislantes).

9 .

¿El conductor sin carga que se muestra a continuación experimenta una fuerza eléctrica neta?

Se muestra una esfera suspendida del techo por un hilo. Se acerca una varilla cargada negativamente a la esfera.
10 .

Al caminar sobre una alfombra, una persona se carga con frecuencia debido al roce entre sus zapatos y la alfombra. Esta carga provoca entonces una chispa y una ligera descarga cuando la persona se acerca a un objeto de metal. ¿Por qué estos choques son mucho más comunes en un día seco?

11 .

Compare la carga por conducción con la carga por inducción.

12 .

Los pequeños trozos de tejido son atraídos por un peine cargado. Poco después de pegarse al peine, los trozos de tejido son repelidos de él. Explique.

13 .

Los camiones que transportan gasolina suelen tener cadenas que cuelgan de sus bastidores y rozan el suelo. ¿Por qué?

14 .

¿Por qué los experimentos electrostáticos funcionan tan mal cuando hay humedad?

15 .

¿Por qué algunas prendas se pegan después de sacarlas de la secadora? ¿Sucede esto si aún están húmedos?

16 .

¿Se puede utilizar la inducción para producir carga en un aislante?

17 .

Supongamos que alguien le dice que al frotar el cuarzo con un paño de algodón se produce un tercer tipo de carga en el cuarzo. Describa lo que podría hacer para comprobar esta afirmación.

18 .

Una varilla de cobre manual no adquiere carga al frotarla con un paño. Explique por qué.

19 .

Supongamos que se coloca una carga q cerca de una gran placa de metal. (a) Si q es atraída por la placa, ¿la placa está necesariamente cargada? (b) Si q es repelida por la placa, ¿la placa está necesariamente cargada?

5.3 Ley de Coulomb

20 .

¿Definir la carga de un electrón como positiva tendría algún efecto sobre la ley de Coulomb?

21 .

Un núcleo atómico contiene protones con carga positiva y neutrones sin carga. Dado que los núcleos permanecen juntos, ¿qué debemos concluir sobre las fuerzas entre estas partículas nucleares?

22 .

¿La fuerza entre dos cargas fijas está influida por la presencia de otras cargas?

5.4 Campo eléctrico

23 .

Al medir un campo eléctrico, ¿podríamos utilizar una carga de prueba negativa en lugar de positiva?

24 .

Cuando hace buen tiempo, el campo eléctrico, debido a la carga neta de la Tierra, apunta hacia abajo. ¿La Tierra está cargada positiva o negativamente?

25 .

Si el campo eléctrico en un punto de la línea entre dos cargas es cero, ¿qué sabe de las cargas?

26 .

Dos cargas se encuentran a lo largo del eje x. ¿Es cierto que el campo eléctrico neto siempre desaparece en algún punto (distinto del infinito) a lo largo del eje x?

5.5 Cálculo de los campos eléctricos de las distribuciones de carga

27 .

Dé un argumento plausible de por qué el campo eléctrico fuera de una hoja cargada infinita es constante.

28 .

Compare los campos eléctricos de una lámina infinita de carga, de una placa conductora infinita y cargada, y de placas infinitas paralelas con cargas opuestas.

29 .

Describa los campos eléctricos de una placa infinita cargada y de dos placas paralelas infinitas cargadas en términos del campo eléctrico de una lámina de carga infinita.

30 .

Se coloca una carga negativa en el centro de un anillo de carga positiva uniforme. ¿Cuál es la moción (si la hay) de la carga? ¿Y si la carga se colocara en un punto del eje del anillo distinto del centro?

5.6 Líneas de campo eléctrico

31 .

Si una carga de puntos se libera del reposo en un campo eléctrico uniforme, ¿seguirá una línea de campo? ¿Lo hará si el campo eléctrico no es uniforme?

32 .

¿En qué condiciones, si las hay, la trayectoria de una partícula cargada no seguirá una línea de campo?

33 .

¿Cómo distinguiría experimentalmente un campo eléctrico de un campo gravitacional?

34 .

Una representación de un campo eléctrico muestra 10 líneas de campo perpendiculares a una placa cuadrada. ¿Cuántas líneas de campo deben pasar perpendicularmente por la placa para representar un campo con el doble de magnitud?

35 .

¿Cuál es la relación entre el número de líneas de campo eléctrico que salen de una carga 10q y una carga q?

5.7 Dipolos eléctricos

36 .

¿Cuáles son las orientaciones estables de un dipolo en un campo eléctrico externo? ¿Qué ocurre si el dipolo se desvía ligeramente de estas orientaciones?

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