Argent 1992

Problema 1:

Dos rayos paralelos de luz llegan simultáneamente a los puntos $A_{1}$ y $A_{2}$ de dos placas de caras paralelas, dispuestas como indica la figura. Al emerger, los rayos son detectados por sendos sensores $S_{1}$ y $S_{2}$ . Cuando emerge el primero, se pone en funcionamiento un reloj que se detiene al emerger el segundo.

Ambas placas son del mismo espesor y sus respectivos índices de refracción $n_{1}$ y $n_{2}$ .

A. Calcule el ángulo de refracción de cada rayo.
B. ¿Cuál de los dos rayos emerge antes? Justifique su respuesta.
C. Calcule el tiempo transcurrido desde que se puso en marcha el reloj hasta que se detuvo.
D. Proponga una modificación en el dispositivo de la figura (variando posiciones de las placas, eliminando partes, etc.) de tal forma que, con el intervalo de tiempo medido por el reloj y el espesor de una de las placas, pueda determinar su índice de refracción.

Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law, Ray Tracing, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.1

Problema 1:

Due raggi paralleli di luce raggiungono contemporaneamente i punti $A_{1}$ e $A_{2}$ di due schede di fronte le parti parallele, disposte come indicato nella figura. Quando emerge, i raggi vengono rilevati da sensori $S_{1}$ y $S_{2}$ . Quando emerge il primo, viene messo in funzione un orologio che si ferma quando emerge il primo.

Secondo.

Le due lastre sono dello stesso spessore e i loro rispettivi indici di refraczione $n_{1}$ e $n_{2}$ .

A. Calcola l’angolo di rifrazione di ogni raggio.
B. Quale dei due raggi emerge prima? giustifica la tua risposta.
C. Calcola il tempo trascorso dal momento in cui il orologio è stato avviato fino al momento in cui è stato fermo.
D. Propone una modifica del dispositivo della figura (variando le posizioni delle lastre, La misurazione di un’orologio è effettuata in modo da che, con l’intervallo di tempo misurato da un orologio e con lo spessore di un orologio, il una delle placche, può determinare il suo indice di refraczione.

Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law, Ray Tracing, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.1

Problem number one:

Two parallel rays of light reaching the $A_{1}$ and $A_{2}$ points of two face plates simultaneously parallel, arranged as shown in the figure. When the rays emerge, they’re detected by sensors. $S_{1}$ y $S_{2}$ . When the first emerges, a clock is set in motion which stops when the second emerges. Second.

Both plates are of the same thickness and their respective refractive indices $n_{1}$ and $n_{2}$ .

A. Calculate the angle of refraction of each beam.
B. Which of the two rays emerges first? Justify your answer.
C. Calculate the time since the clock started until it stopped.
D. Propose a change in the device of the figure (variing positions of the plates, The time interval measured by the clock and the thickness of the One of the plates can determine its refractive index.

Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law, Ray Tracing, Kinematic Equations Competenze: Physical Reasoning, Mathematical Modeling Objects: — Fonte: Testo (PDF) — p.1

Problema 2:

El sistema de arranque de un automóvil está funcionando con dificultades, y de manera lenta. Uno de los terminales del motor del arranque está conectado al borne positivo (+) de la batería por medio de un cable. El circuito entre el otro terminal y el borne negativo (-) se completa a través de la carrocería. El mecánico debe decidir si la falla está en el motor del arranque, el cable de alimentación de éste o en la batería. El manual del automóvil dice que para asegurar un perfecto funcionamiento del sistema de arranque, la batería de $12 V$ no puede tener mas de $0.02 Ω$ de resistencia interna, el cable no mas de $0.04 Ω$ de resistencia, y el motor del arranque (cuando está funcionando) no mas de $0.10 Ω$ . El mecánico enciende el motor del arranque y mide $11.4 V$ entre los bornes de la batería, $3 V$ entre los extremos del cable y una corriente de $50 A$ .

¿Cuál o cuáles son las partes defectuosas?

Topic: Circuits Metodi: Kirchhoff’s Laws, Equivalent Circuit Reduction Competenze: Diagrammatic Reasoning, Mathematical Modeling Objects: Battery, Wire, Resistor Fonte: Testo (PDF) — p.1

Il problema 2:

Il sistema di avvio di un’auto sta funzionando con difficoltà, e lentamente. Uno dei terminali del motore di partenza è collegato al borno positivo (+) della batteria da mezzo di un cavo. Il circuito tra l’altro terminal e il terminal negativo (-) è completato attraverso la carrozzeria. Il meccanico deve decidere se il guasto è nel motore di avvio, il cavo di alimentazione di questa o della batteria. Il manuale dell’auto dice che per garantire un funzionamento perfetto di sistema di avvio, la batteria $12 V$ non può avere più di $0.02 Ω$ di resistenza interna, il Cable di resistenza non superiore a $0.04 Ω$ e motore di avvio (quando in funzione) non superiore a $0.10 Ω$ . Il meccanico accende il motore di partenza e misura $11.4 V$ tra i punti di batteria, $3 V$ tra le estremità del cavo e un corrente $50 A$ .

Quali o quali sono i pezzi difettosi?

Problem two:

The start-up system of a car is working with difficulty, and slowly. One of the start motor terminals is connected to the positive (+) battery terminal by half a cable. The circuit between the other terminal and the negative terminal (-) is completed via the The body. The mechanic must decide whether the fault is in the starter motor, the power cable This one or the battery. The manual of the car says that to ensure perfect operation The battery of $12 V$ shall not have more than $0.02 Ω$ of internal resistance, the a power output of not more than $0.04 Ω$ and a start-up engine (when running) not more than $0.10 Ω$ . The mechanic turns on the start motor and measures $11.4 V$ between the battery terminals, $3 V$ between the ends of the cable and a current of $50 A$ .

What or what are the defective parts?

Problema 3:

Se ha improvisado un sistema que permite controlar el tiempo que demora un dispositivo desde que se lo activa hasta que permite el paso de la corriente eléctrica. El mismo fue construido usando un inflador manual (ver la figura), cuya válvula está cerrada. El émbolo, que puede deslizarse sin rozamiento, tiene una masa de 100 grs. y su volumen es despreciable.

En el instante inicial el émbolo se halla libre a 5 cm del extremo superior del inflador, la presión ambiente es de 1 atmósfera y la temperatura ambiente de $20^{\circ} C$ .

Un gotero agrega una gota de mercurio cada dos segundos en el espacio entre el émbolo y las paredes del inflador. A medida que se acumula el mercurio, el émbolo baja. El sistema se ha preparado de tal manera que cuando el menisco de mercurio llega a 1 cm del borde superior de las paredes del inflador, se cierra un contacto eléctrico que permite el paso de la corriente.

Suponiendo que el aire dentro del inflador se comporte como gas ideal y la temperatura se mantiene constante, calcule el tamaño máximo de la gota para que el contacto no se cierre antes de que transcurran $20000 seg$ (5h 33m 20seg) desde que se depósito la primera gota.

Datos numéricos: aceleración de la gravedad $g = 9.80 m/s^{2}$

1 atmósfera = 760 mm de mercurio

densidad del mercurio: $13600 kg/m^{3}$ Prueba Experimental.

Objetivo:

Determinar la proporción relativa en volumen con la que se debe realizar una mezcla de alcohol y agua para obtener un líquido cuya densidad relativa al agua sea el promedio entre las densidades del agua (que es entonces igual a uno) y la del alcohol puro.

Elementos:

Agua
Alcohol puro.
4 vasos plásticos.
Manguera de látex.
Papel milimetrado.
Una tabla con dos pedazos de manguera plástica adozados.
Una jeringa graduada.
Una unión “T”.
Una prensa.

Requerimientos:

Sólo podrá utilizar los elementos ofrecidos, papel, lápiz y calculadora. Al finalizar la experiencia, deberá entregar un informe donde conste:

Planteo analítico del problema.
Método experimental utilizado.
Valores obtenidos en las mediciones realizadas.
Fuentes de error y análisis de cómo influyen en el resultado final.
Resultado experimental de lo solicitado.
Comentarios que desee hacer.

Topic: Thermodynamics, Fluid Mechanics Metodi: Ideal Gas Law, Hydrostatic Equilibrium, Physical Modeling Competenze: Mathematical Modeling, Experimental Data Analysis, Estimation & Approximation Objects: Gas, Piston Fonte: Testo (PDF) — p.2

Problema 3:

È stato improvvisato un sistema che consente di controllare il tempo di un dispositivo dal momento in cui viene attivato fino a quando permette il passaggio del corrente elettrica. E’ stato costruito. con un gonfiatore manuale (vedi figura), la cui valvola è chiusa. Il pallone, che può scivolare senza rasatura, ha una massa di 100 gr. e il suo volume è disprezzabile.

L’imbolo si trova a 5 cm dall’estremità superiore dell’inflatore. la pressione ambientale è di 1 atmosfera e la temperatura ambientale $20^{\circ} C$ .

Un goccia aggiunge una goccia di mercurio ogni due secondi nello spazio tra l’imbolo e le i muri dell’inflatore. Mentre il mercurio si accumula, l’imbolo scende. Il sistema è stato preparato in modo tale che quando il menisco di mercurio raggiunge 1 cm dal bordo superiore delle se si è innescati in un impianto di calcolo, si chiude un contatto elettrico che consente il passaggio del corrente.

Supponendo che l’aria all’interno dell’inflatore si comporti come un gas ideale e che la temperatura sia mantenere costante, calcolare la dimensione massima della goccia in modo che il contatto non si chiuda prima che sono passati $20000 seg$ (5h 33m 20sec) da quando la prima goccia è stata depositata.

Dati numerici: Accelerazione della gravità $g = 9.80 m/s^{2}$

1 atmosfera = 760 mm di mercurio

densità di mercurio: $13600 kg/m^{3}$ Prova sperimentale.

Obiettivo:

Determinare il rapporto relativo in volume con cui si deve miscelare Alcol e acqua per ottenere un liquido la cui densità relativa all’acqua è la media tra le due parti La densità dell’acqua (che è quindi uguale a uno) e quella dell’alcol puro.

Elementi:

L’acqua
Alcol puro.
Quattro bicchieri di plastica.
Manganera di latex.
Papero millimetrico.
Una lavagna con due pezzi di tubo di plastica dolci.
Una siringa graduata.
Un’unione “T”.
Una stampa.

Requisiti:

Potrà utilizzare solo gli elementi offerti, carta, matita e calcolatore. Alla fine della l’esperienza, deve presentare un rapporto che contiene:

Sulla base di un’analisi del problema.
Metodo sperimentale usato.
Valori ottenuti dalle misurazioni effettuate.
Fonti di errore e analisi di come influenzano il risultato finale.
Risultato sperimentale della richiesta.
Commenti che vorrebbe fare.

Problem three:

An improvised system has been developed to control the time it takes for a device to be installed. from the time it is activated until it allows the passage of electric current. It was built. using a manual inflator (see figure), the valve of which is closed. The plunger, which can slide without a scratch, it has a mass of 100 grams. And its volume is despicable.

At the initial moment the bulb is free at 5 cm from the upper end of the inflator, the The ambient pressure is 1 atmosphere and the ambient temperature $20^{\circ} C$ .

A drop adds a drop of mercury every two seconds in the space between the plume and the walls of the inflator. As the mercury builds up, the plume drops. The system has been Prepared in such a way that when the mercury meniscus reaches 1 cm from the upper edge of the the walls of the inflator, an electrical contact is closed which allows the current to pass.

Assuming that the air inside the inflator behaves as an ideal gas and the temperature is Keep constant, calculate the maximum droplet size so that contact does not close before $20000 seg$ (5h 33m 20sec) has elapsed since the first drop was deposited.

The following data are available: acceleration of gravity $g = 9.80 m/s^{2}$

1 atmosphere = 760 mm of mercury

densidad del mercurio: $13600 kg/m^{3}$ It’s an experimental test.

The objective:

Determine the relative volume ratio with which a mixture of Alcohol and water for a liquid whose water density is the average of the two densities of water (which is then equal to one) and pure alcohol.

The following elements:

Water
It’s pure alcohol.
Four plastic glasses.
It’s a latex dish.
It’s a millimeter piece of paper.
A board with two pieces of plastic hose sweetened.
A graduated syringe.
A “T” joint.
A press.

Requirements:

You can only use the items offered, paper, pencil and calculator. At the end of the experience, you must submit a report stating:

Analytical approach to the problem.
Experimental method used.
Values obtained from the measurements made.
Error sources and analysis of how they influence the final result.
Experimental result of the requested.
Any comments you want to make.

Raccolta Gare di Fisica

Esplora

Argent 1992

Vista grafico