Spagna 2025

Problema 1: Mecánica (obligatorio) Juguetes Medievales En una amena velada familiar, el reputado medievalista Dr. D. Guzmán A. Martínez de la Chica Montiel de Salcedo, conocido como Guzmán el bueno entre sus íntimos, reveló a su hija, la Dra. Da. Guiomar Martínez de la Chica Casasola, llamada $m{c}^2$ por sus colegas y profesora de Física Aplicada en la Universidad de Canterbury, un reciente hallazgo en relación con Don Pedro I de Castilla, apodado ‘el Cruel’ por sus rivales. El descubrimiento en cuestión eran los vestigios de lo que parecía ser un ingenioso juguete para sus hijas Constanza e Isabel de Castilla. Según reconstrucciones basadas en el material encontrado, el artefacto (ver Figura) constaría de: Un disparador capaz de suministrar una potencia de 12 watios durante un tiempo de cinco segundos como máximo. Una superficie horizontal con $L=60\text{cm}$ y un coeficiente de rozamiento de ${\mu }_R=0.2$. Una plataforma batiente de un metro de longitud y sin rozamiento, inicialmente horizontal, que empieza a elevarse por el extremo B cuando detecta el proyectil en el otro extremo A. La velocidad de elevación vertical es constante e igual a $v_c=5{\text{cm s}}^{-1}$. El objetivo del juego sería controlar el tiempo que está pulsado el disparador para hacer llegar un proyectil a la parte superior de la plataforma batiente sin caer del otro lado. Tras escuchar esta noticia, la profesora Martínez de la Chica dejó súbitamente de lado las yemas de Santa Teresa que estaba tomando y, tras realizar algunos cálculos concluyó que para conseguir el objetivo del juego, el proyectil habría de llegar al punto A con una velocidad de $0.8189{\text{m s}}^{-1}$ tardando en subir desde A hasta B un tiempo de 1.8314 s. El proyectil tiene una masa de 5 kg. Cuestiones a resolver:

• A. Obtenga la energía cinética del proyectil en la parte inferior de la plataforma (punto A).
• B. Determine la energía que tiene el proyectil cuando llega a la parte superior de la plataforma (punto B). ¿Coincide con la energía que tenía en la parte inferior? En caso de respuesta negativa, justifique el porqué de la diferencia. c. Calcule la energía cinética con la que parte el proyectil del disparador. d. Halle el tiempo que ha de estar pulsado el disparador.

Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method, Free-Body Diagram, Kinematic Equations Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Projectile, Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.2

Problema 1: Meccanica (obbligo) Giochi medievali In una bella serata familiare, il noto medievale Dr. D. Guzman A. Martinez de la Chica Montiel de Salcedo, conosciuto come Guzmán il buono tra i suoi intimi, ha rivelato sua figlia, la Dra. Da. Guiomar Martínez de la Chica Casasola, chiamata $m{c}^2$ dai suoi colleghi e professore di fisica Applicata all’Università di Canterbury, una recente scoperta in relazione a Don Pedro I di Castiglia, soprannominato “Cruel” dai suoi rivali. La scoperta in questione erano i resti di quello che sembrava essere un ingegnoso giocattolo per le sue figlie Constanza e Isabella di Castiglia. Secondo La struttura è stata costruita in un modo che non fosse possibile ottenere un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di un’immagine di una immagine di un’immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di una immagine di immagine di una immagine di una immagine. Un’impulsione che può fornire una potenza di 12 watt per un periodo di tempo di Cinque secondi al massimo. Una superficie orizzontale con $L=60\text{cm}$ e un coefficiente di rottura di ${\mu }_R=0.2$. Una piattaforma battente di un metro di lunghezza e senza rottura, inizialmente orizzontale, che inizia a salire per l’estremità B quando rileva il proiettile nell’altra estremità A. La velocità di sollevamento verticale è costante ed è pari a $v_c=5{\text{cm s}}^{-1}$. L’obiettivo del gioco sarebbe quello di controllare il tempo che il trigger è premuto per far arrivare un proiettile verso la parte superiore della piattaforma di battaglia senza cadere dall’altra parte. Dopo aver sentito questa notizia, la professoressa Martínez de la Chica ha allontanato le sue le yemas di Santa Teresa che stava prendendo e, dopo aver fatto alcuni calcoli ha concluso che per Per raggiungere l’obiettivo del gioco, il proiettile dovrebbe raggiungere il punto A a velocità di $0.8189{\text{m s}}^{-1}$ che tarda a salire da A a B per un tempo di 1.8314 s. Il proiettile ha un massa di 5 kg. Questioni da risolvere:

• A. Ottieni l’energia cinetica del proiettile nella parte inferiore della piattaforma (punto A).
• B. Determina l’energia del proiettile quando raggiunge la parte superiore della piattaforma (punto B). Corrisponde all’energia che aveva in fondo? In caso di risposta Negativo, giustifica il motivo della differenza. c. Calcola l’energia cinetica con cui parte il proiettile del detonatore. d. Trova il tempo che deve essere acceso.

Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method, Free-Body Diagram, Kinematic Equations Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Projectile, Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.2

Problem 1: Mechanics (compulsory) Medieval toys On a pleasant family evening, the renowned medievalist Dr. D. Guzman A. Martinez de la Chica is the first Montiel de Salcedo, known as Guzmán the good among his intimate, revealed his daughter, Dr. Da. Guiomar Martínez de la Chica Casasola, called $m{c}^2$ by her colleagues and Physics teacher Applied at the University of Canterbury, a recent finding in relation to Don Peter I of Castile, nicknamed el Cruel by his rivals. The discovery in question were the remains of what seemed to be an ingenious toy for his daughters Constance and Isabel of Castile. According to reconstructions based on the material found, the artifact (see Figure) would consist of: A trigger capable of supplying 12 watts of power for a period of Five seconds at most. A horizontal surface with $L=60\text{cm}$ and a friction coefficient of ${\mu }_R=0.2$. A beating platform one meter long and without a razor, initially horizontal, that starts to rise by the B end when it detects the projectile at the other end A. The vertical lifting speed is constant and equal to $v_c=5{\text{cm s}}^{-1}$. The goal of the game would be to control the time the trigger is pressed to make it arrive A projectile to the top of the impact platform without falling from the other side. After hearing this news, Professor Martínez de la Chica suddenly left aside the I was taking some of the yemas of St. Teresa and after doing some calculations I concluded that for To achieve the objective of the game, the projectile would have to reach point A at a speed of $0.8189{\text{m s}}^{-1}$ taking up from A to B a time of 1.8314 s. The projectile has a weight of 5 kg. Questions to be resolved:

• A. Get the kinetic energy of the projectile at the bottom of the platform (point A).
• B. Determine the energy of the projectile when it reaches the top of the platform (point B). Does it match the energy I had at the bottom? In case of reply negative, justify why the difference. c. Calculate the kinetic energy with which the projectile starts off the trigger. d. Find the time the trigger must be on.

Topic: Newtonian Mechanics, Conservation of Energy Metodi: Energy Conservation Method, Free-Body Diagram, Kinematic Equations Competenze: Mathematical Modeling, Physical Reasoning Objects: Projectile, Inclined Plane Fonte: Testo (PDF) — p.2

Problema 2: Oscilaciones (opcional) Vibración Armónica Perfecta En un laboratorio de física experimental, una joven investigadora se enfrenta a un desafío difícil. Con una cuerda y un generador de oscilaciones en sus manos, ha logrado producir una vibración armónica perfecta. La onda se propaga a lo largo de la cuerda con una velocidad de 3 m/s, formando un patrón preciso que, en un instante específico, queda descrito por la ecuación: $y(x,t=1\text{s})=A\sin (kx)$, donde A es la amplitud y k es el número de onda. En ese instante, se captura la forma de la cuerda en una imagen: Cuestiones a resolver:

• A. Determine el valor de la amplitud A.
• B. Determine la longitud de onda $\lambda$ y el número de ondas k.
• C. Determine la frecuencia f y la frecuencia angular $\omega$.
• D. Escriba la expresión general de la onda en función del tiempo y la posición, $y(x,t)$, incluyendo el valor del desfase inicial. e. Dibuje esquemáticamente la elongación en función del tiempo para la posición $x=0$. f. ¿Qué cambiaría en la figura de $y(x,t=1\text{s})$ si la onda fuera perdiendo energía al propagarse, amortiguando así las oscilaciones? ¿Y en la figura de $y(x=0,t)$? Discuta brevemente sus respuestas.

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation, Simple Harmonic Motion Analysis, Superposition Principle Competenze: Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: String Fonte: Testo (PDF) — p.3

Problema 2: Oscillazioni (opzionale) Vibrazione armonica perfetta In un laboratorio di fisica sperimentale, una giovane ricercatrice si trova di fronte a una sfida difficile. Con una corda e un generatore di oscillazioni nelle sue mani, ha ottenuto una vibrazione armonica perfetta. L’onda si diffonde lungo la corda a una velocità di 3 m/s, formando un modello preciso che, in un istante specifico, è descritto dalla Equazione: $y(x,t=1\text{s})=A\sin (kx)$, dove A è l’ampiezza e k è il numero d’onda. In quel momento, si captura la forma della corda in un’immagine: Questioni da risolvere:

• A. Determina il valore della larghezza A.
• B. Determina la lunghezza d’onda $\lambda$ e il numero d’onde k.
• C. Determina la frequenza f e la frequenza angolare $\omega$.
• D. Scrivi l’espressione generale dell’onda in funzione del tempo e della posizione, $y(x,t)$, inclusa la valutazione del declino iniziale. e. Disegna schematicamente l’allungamento in funzione del tempo per la posizione $x=0$. f. ¿Qué cambiaría en la figura de $y(x,t=1\text{s})$ si la onda fuera perdiendo energía al propagarse, amortiguando así las oscilaciones? E nella figura di $y(x=0,t)$? Breve discussione le sue risposte.

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation, Simple Harmonic Motion Analysis, Superposition Principle Competenze: Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: String Fonte: Testo (PDF) — p.3

The following is the list of the types of fluctuations: Perfectly Harmonized Vibration In an experimental physics lab, a young researcher faces a challenge It’s hard to do. With a rope and a oscillator in his hands, he has managed to produce a perfectly harmonious vibration. The wave spreads along the rope at a rate of 3 m/s, forming a precise pattern which, at a specific moment, is described by the The equation: $y(x,t=1\text{s})=A\sin (kx)$, where A is the amplitude and k is the wave number. At that moment, the form of the string in an image: Questions to be resolved:

• A. Determine the value of the width A.
• B. Determine the wavelength $\lambda$ and the wave number k.
• C. Determine the frequency f and the angular frequency $\omega$.
• D. Write the general wave expression in terms of time and position, $y(x,t)$, including the value of the initial delay. e. Schematically draw the time-based elongation for the position $x=0$. f. ¿Qué cambiaría en la figura de $y(x,t=1\text{s})$ si la onda fuera perdiendo energía al propagarse, amortiguando así las oscilaciones? What about the figure of $y(x=0,t)$? Briefly discuss Your answers.

Topic: Oscillations & Waves Metodi: Wave Equation, Simple Harmonic Motion Analysis, Superposition Principle Competenze: Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning Objects: String Fonte: Testo (PDF) — p.3

Problema 3: Experimental (opcional) Eficiencia de conversión en una celda solar Objetivo: Determinar la eficiencia de conversión de una celda solar mediante el análisis de las medidas de potencia eléctrica generada y potencia luminosa incidente. Fundamento Teórico: Las celdas solares convierten la energía luminosa en energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico. Este fenómeno ocurre cuando los fotones incidentes excitan electrones en un material semiconductor, generando una corriente eléctrica. La eficiencia de conversión $\eta$ está definida como la relación entre la potencia eléctrica generada ($P_{\text{el}}$) y la potencia luminosa incidente ($P_{\text{in}}$): $\eta =\frac{P_{\text{el}}}{P_{\text{in}}}\times 100.$ La potencia eléctrica generada se calcula como: $P_{\text{el}}=V\cdot I$ donde V es la tensión generada e I la corriente eléctrica medida. La potencia luminosa incidente depende de la intensidad de luz (${\Phi }_{\text{in}}$) medida en ${\text{W/m}}^2$, y del área activa de la celda (A): $P_{\text{in}}={\Phi }_{\text{in}}\cdot A$ En este experimento, la celda solar se expone a una fuente de luz artificial que simula la radiación solar, lo que se conoce como simulador solar, y se mide su respuesta eléctrica para diferentes cargas conectadas. Aunque las medidas reales no se realizan en esta prueba, se describen los pasos experimentales a seguir y se proporciona un conjunto de datos obtenidos en el laboratorio. Montaje Experimental

Procedimiento Experimental

1. Se coloca la celda solar a una distancia fija de la lámpara, asegurándose de que la luz incide perpendicularmente sobre su superficie.
2. Se utiliza el luminómetro para medir la intensidad luminosa ${\Phi }_{\text{in}}$ en la posición de la celda. Se registra un valor cada 10 s durante un minuto. Con esto se obtendrá un valor promedio.
3. Se conecta la resistencia variable y los multímetros al circuito de la celda solar para medir simultáneamente V e I.
4. Se varía la resistencia desde $0\Omega$ hasta $50\Omega$ y se registra los valores correspondientes de V e I. Datos Experimentales R ($\Omega$) V (V) I (mA) 10 3.6 120.1 15 5.4 114.9 20 7.2 110.2 25 9.0 104.8 30 10.5 100.2 35 11.7 95.0 40 12.6 90.1 45 13.2 84.8 t(s) ${\Phi }_{\text{in}}$ (${\text{W/m}}^2$) 0 794 10 798 20 800 30 802 40 804 50 804 Cuestiones a resolver:

• A. Calcule la potencia eléctrica $P_{\text{el}}$ para cada medida.
• B. Determine la potencia luminosa $P_{\text{in}}$.
• C. Represente gráficamente $P_{\text{el}}$ frente a R y discuta cómo se comporta la potencia eléctrica generada en función de la resistencia de carga. d. Determine el valor máximo de $P_{\text{el}}$ ($P_{\text{el,maˊx}}$). ¿Para qué resistencia ocurre esto? e. Use los puntos desde $R=10\Omega$ hasta $R=25\Omega$ para calcular la pendiente inicial de $P_{\text{el}}$ frente a R. f. Use esta pendiente para estimar la resistencia donde se alcanza $P_{\text{el,maˊx}}/2$. g. Calcule la eficiencia de conversión $\eta$ correspondiente a la máxima potencia eléctrica generada y compárela con los valores típicos de celdas solares comerciales $(20-22\%)$. Discuta posibles fuentes de error en el experimento.

Topic: Circuits, Modern-Quantum Physics Metodi: Experimental Data Analysis, Kirchhoff’s Laws, Graph Linearization Competenze: Experimental Data Analysis, Graph Linearization, Mathematical Modeling Objects: Resistor, Photon Fonte: Testo (PDF) — p.4

Problema 3: Sperimentale (opzionale) Eficienza di conversione in una cella solare Obiettivo: Determinare l’efficienza di conversione di una cella solare attraverso l’analisi delle misurazione della potenza elettrica generata e della potenza luminosa incidente. Fondamento teorico: le cellule solari trasformano l’energia luminosa in energia elettrica con l’effetto fotovoltaico. Questo fenomeno si verifica quando i fotoni incidenti eccitano elettroni in un materiale semiconduttore, generando un corrente elettrica. L’efficienza di conversione $\eta$ è definita come il rapporto tra la potenza elettrica generata ($P_{\text{el}}$) e la potenza luminosa incidente ($P_{\text{in}}$): $\eta =\frac{P_{\text{el}}}{P_{\text{in}}}\times 100.$ La potenza elettrica generata è calcolata come: $P_{\text{el}}=V\cdot I$ dove V è la tensione generata e I la corrente elettrica misurata. Potenza luminosa incidente Dipende dall’intensità di luce (${\Phi }_{\text{in}}$) misurata in ${\text{W/m}}^2$ e dall’area attiva della cella (A): $P_{\text{in}}={\Phi }_{\text{in}}\cdot A$ In questo esperimento, la cellula solare viene esposta a una fonte di luce artificiale che simula la radiazione la risposta elettrica è misurata per diversi tipi di carichi collegati. Anche se non si effettuano misure reali in questa prova, si descrivono le misure le fasi sperimentali da seguire e un insieme di dati ottenuti in laboratorio. Montaggio sperimentale

Procedura sperimentale

1. Si colloca la cella solare a una distanza fissa dalla lampada, assicurandosi che la luce incide perpendicularmente sulla sua superficie.
2. Il luminometro è utilizzato per misurare l’intensità luminosa ${\Phi }_{\text{in}}$ nella posizione della cella. Un valore viene registrato ogni 10 secondi per un minuto. Con questo si otterrà un valore medio.
3. Si collegano la resistenza variabile e i multimetro al circuito della cella solare per misurare V e I contemporaneamente.
4. La resistenza varia da $0\Omega$ a $50\Omega$ e si registrano i valori corrispondenti di V e I. Dati sperimentali R ($\Omega$) V (V) I (mA) 10 3.6 120.1 15 5.4 114.9 20 7.2 110.2 25 9.0 104.8 30 10.5 100.2 35 11.7 95.0 40 12.6 90.1 45 13.2 84.8 t(s) ${\Phi }_{\text{in}}$ (${\text{W/m}}^2$) 0 794 10 798 20 800 30 802 40 804 50 804 Questioni da risolvere:

• A. Calcola la potenza elettrica $P_{\text{el}}$ per ogni misura.
• B. Determina la potenza luminosa $P_{\text{in}}$.
• C. Rappresenta graficamente $P_{\text{el}}$ di fronte a R e discute come si comporta la potenza elettrica generata in funzione della resistenza di carico. d. Determina il valore massimo di $P_{\text{el}}$ ($P_{\text{el,maˊx}}$). Per quale resistenza si verifica questo? e. Usare i punti da $R=10\Omega$ a $R=25\Omega$ per calcolare la pendenza iniziale di $P_{\text{el}}$ di fronte a R. f. Utilizzare questa pendenza per stimare la resistenza raggiunta a $P_{\text{el,maˊx}}/2$. g. Calcolare l’efficienza di conversione $\eta$ corrispondente alla potenza elettrica massima generata e confrontarla con i valori tipici di celle solari commerciali $(20-22\%)$. Discussioni possibili fonti di errore nell’esperimento.

Topic: Circuits, Modern-Quantum Physics Metodi: Experimental Data Analysis, Kirchhoff’s Laws, Graph Linearization Competenze: Experimental Data Analysis, Graph Linearization, Mathematical Modeling Objects: Resistor, Photon Fonte: Testo (PDF) — p.4

Problem 3: Experimental (optional) Conversion efficiency in a solar cell Objective: Determine the conversion efficiency of a solar cell by analysing the Measurements of generated electrical power and incident light power. Theoretical foundation: Solar cells convert light energy into electrical energy by the photovoltaic effect. This phenomenon occurs when incident photons excite electrons in a semiconductor material, generating an electric current. The efficiency of Conversion $\eta$ is defined as the ratio of the generated electrical power ($P_{\text{el}}$) to the power luminosa incidente ($P_{\text{in}}$): $\eta =\frac{P_{\text{el}}}{P_{\text{in}}}\times 100.$ The electrical power generated shall be calculated as follows: $P_{\text{el}}=V\cdot I$ where V is the voltage generated and I is the electric current measured. Incident light power depends on the light intensity (${\Phi }_{\text{in}}$) measured in ${\text{W/m}}^2$, and the active area of the cell (A): $P_{\text{in}}={\Phi }_{\text{in}}\cdot A$ In this experiment, the solar cell is exposed to an artificial light source that simulates radiation. solar, which is known as a solar simulator, and its electrical response is measured for different loads connected. Although actual measurements are not performed in this test, the experimental steps to be followed and a set of laboratory data is provided. The following is the list of the types of test equipment used:

The Commission shall adopt the following implementing acts:

1. The solar cell is placed at a fixed distance from the lamp, ensuring that the light is The surface of the material is perpendicular to the surface of the material.
2. The luminometer is used to measure the light intensity ${\Phi }_{\text{in}}$ at the cell position. A value is recorded every 10 seconds for one minute. This will give you an average value.
3. The variable resistance and the multimeter are connected to the solar cell circuit to measure V and I simultaneously.
4. The resistance varies from $0\Omega$ to $50\Omega$ and the corresponding values of V e I. The data shall be reported in the following table: R ($\Omega$) V (V) I (mA) 10 3.6 120.1 15 5.4 114.9 20 7.2 110.2 25 9.0 104.8 30 10.5 100.2 35 11.7 95.0 40 12.6 90.1 45 13.2 84.8 t(s) ${\Phi }_{\text{in}}$ (${\text{W/m}}^2$) 0 794 10 798 20 800 30 802 40 804 50 804 Questions to be resolved:

• A. Calculate the electrical power $P_{\text{el}}$ for each measurement.
• B. Determine the luminous power $P_{\text{in}}$.
• C. Graphically represent $P_{\text{el}}$ in front of R and discuss how the electrical power behaves generated on the basis of load resistance. d. Determine the maximum value of $P_{\text{el}}$ ($P_{\text{el,maˊx}}$). What resistance is this for? e. Use the points from $R=10\Omega$ to $R=25\Omega$ to calculate the initial slope of $P_{\text{el}}$ I’m going to R. f. Use this slope to estimate the resistance where $P_{\text{el,maˊx}}/2$ is reached. g. Calculate the conversion efficiency $\eta$ for the maximum electrical power generated and compare it with the typical values of commercial solar cells $(20-22\%)$. Discuss possible sources of error in the experiment.

Topic: Circuits, Modern-Quantum Physics Metodi: Experimental Data Analysis, Kirchhoff’s Laws, Graph Linearization Competenze: Experimental Data Analysis, Graph Linearization, Mathematical Modeling Objects: Resistor, Photon Fonte: Testo (PDF) — p.4

Problema 4: Electromagnetismo (opcional). El Rayo Tractor Esclarecido por fin el mecanismo por el que opera el rayo tractor utilizado por las civilizaciones alienígenas para abducir terrícolas. Un equipo de investigación de la Universidad de Radishfields ha descubierto el funcionamiento del rayo tractor con el que las naves alienígenas elevan en el aire sujetos terrícolas de diferentes especies, entre ellas la de Homo sapiens. El sistema ioniza completamente un material alojado en la nave y proyecta los electrones en un haz de manera que quedan adheridos por completo en una capa que envuelve el espécimen abducido, que tiene masa m. Así, el espécimen adquiere una carga negativa $-q$ de igual valor absoluto que el de la carga positiva q que queda almacenada en el platillo volante, situado a una distancia d. La atracción electrostá- tica entre ambas cargas, positiva la de la nave y negativa la del espécimen, contrarresta la aceleración de la gravedad g, que se considera constante. Datos: Constante de Coulomb (en el aire): $k=8.99\cdot 10^9\text{N}\cdot {\text{m}}^2/{\text{C}}^2$. Carga del electrón: $e=1.602\cdot 10^{-19}$ C. Masa del electrón $m_e=9.109\cdot 10^{-31}$ kg. Cuestiones a resolver: a. ¿Qué carga debe adherirse a un espécimen de 60 kg para que se inicie la abducción, si el platillo volante se encuentra a 100 m de distancia y en la vertical del espécimen? Aclare la situación mediante un diagrama de fuerzas. b. El ascenso se inicia muy despacio pero, ¿qué aceleración experimentará el espécimen abducido en el instante en que haya recorrido ya la mitad del camino que lo separa de la nave alienígena? c. Si se han invertido 10 segundos para iniciar la levitación, ¿cuál ha sido la intensidad mínima necesaria de corriente eléctrica en el haz, es decir, la intensidad suponiendo que no ha habido pérdidas? d. ¿Cuál cree usted que debería ser la primera operación que se aplique al espécimen en cuanto acceda a la nave, para evitar accidentes? Justifique la respuesta. e. ¿Es razonable ignorar, en todo lo anterior, la masa de los electrones adheridos al espécimen? Justifique la respuesta de forma cuantitativa con los cálculos que estime convenientes

Topic: Electrostatics, Newtonian Mechanics Metodi: Coulomb’s Law, Free-Body Diagram, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Point Charge, Electron, Particle Beam Fonte: Testo (PDF) — p.6

Problema 4: elettromagnetismo (opzionale). Il Raggio Trattoriale Il meccanismo di funzionamento del raggio tractor utilizzato dalle civiltà è stato finalmente chiarito alieni per rapire terrestri. Un team di ricerca dell’Università di Radishfields ha scoperto il funzionamento del raggio tractor con cui le navi aliene sollevano in aria soggetti terrestri di diverse specie, tra cui quella dell’Homo sapiens. Il sistema ionizzante completamente materiale ospitato sulla nave e proietta gli elettroni in un fascio in modo che sono completamente attaccati in una strata che Involge lo spiccolo rapito, che ha massa m. Così il campione acquista una carica negativa. $-q$ di valore assoluto pari a quello della carica positiva q che rimane immagazzinata sul piatto a volante, situato a distanza d. L’attrazione elettrostatica

• di un’altra parte. - E’ un’altra parte. La velocità di accelerazione della gravità g, considerata costante, è contraria alla velocità di accelerazione della gravità g, considerata costante. Dati: Costante di Coulomb (in aria): $k=8.99\cdot 10^9\text{N}\cdot {\text{m}}^2/{\text{C}}^2$. Carga di elettrone: $e=1.602\cdot 10^{-19}$ C. Massa dell’elettrone $m_e=9.109\cdot 10^{-31}$ kg. Questioni da risolvere: a. Qual è il carico che deve essere attaccato a un campione di 60 kg per avviare l’abduzione, se il la piastra volante si trova a 100 m di distanza e verticale dello spiccolo? - Chiarificare la situazione mediante un diagramma di forze. b. L’ascesa inizia molto lentamente, ma che accelerazione sperimenterà il campione? Abducato nel momento in cui ha già percorso la metà del percorso che lo separa dalla Una nave aliena? c. Se sono stati investiti 10 secondi per iniziare la levitazione, qual è stata l’intensità minima di corrente elettrica necessaria nel fascio, cioè l’intensità, supponendo che Non ci sono state perdite? d. Qual è la prima operazione che dovrebbe essere applicata al campione in Quanto tempo accede alla nave per evitare incidenti? giustifica la risposta. e. È ragionevole ignorare, in tutto quanto sopra, la massa degli elettroni attaccati allo spiccolo? Raccontare la risposta quantitativa con i calcoli che ritiene opportuno

Topic: Electrostatics, Newtonian Mechanics Metodi: Coulomb’s Law, Free-Body Diagram, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Point Charge, Electron, Particle Beam Fonte: Testo (PDF) — p.6

Problem 4: Electromagnetism (optional) The Tractor Lightning Finally, the mechanism by which the tractor beam operates as used by civilizations has been clarified. aliens to abduct terrestrials. A research team from the University of Radishfields has discovered the operation of the Tractor beam with which alien craft lift in the air terrestrial subjects of different species, Among them is Homo sapiens. The ionizing system completely a material housed on the ship and It projects the electrons into a beam so that They are completely adhered to a layer that wrapped the abducted specimen, which has mass m. So the specimen acquires a negative charge. $-q$ of an absolute value equal to that of the positive charge q that is stored in the flying saucer, located at a distance d. The electrostatic attraction The ship’s cargo is positive and the ship’s cargo is positive. The acceleration of the sample is negative, which counters the acceleration of gravity g, which is considered constant. The data: The Coulomb constant (in air): $k=8.99\cdot 10^9\text{N}\cdot {\text{m}}^2/{\text{C}}^2$. The electron charge: $e=1.602\cdot 10^{-19}$ C. The mass of the electron $m_e=9.109\cdot 10^{-31}$ kg. Questions to be solved: a. What load must be attached to a 60 kg specimen to initiate abduction if the Flying saucer is located 100 m away and on the specimen’s vertical? Clear it up the situation by means of a force diagram. b. The ascent starts very slowly but what acceleration will the specimen experience Abducted as soon as he has already traveled halfway between him and the The alien ship? c. If 10 seconds have been spent to start the levitation, what has been the intensity The minimum necessary electric current in the beam, i.e. the intensity assuming that There have been no losses? d. What do you think should be the first operation to be applied to the specimen in How much access to the ship to avoid accidents? Justify the answer. e. Is it reasonable to ignore, in all of the above, the mass of the electrons attached to the specimen? Justify the answer in a quantitative manner with the calculations you deem appropriate

Topic: Electrostatics, Newtonian Mechanics Metodi: Coulomb’s Law, Free-Body Diagram, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Diagrammatic Reasoning, Physical Reasoning Objects: Point Charge, Electron, Particle Beam Fonte: Testo (PDF) — p.6