física arq 2013 cap 5 ejercicios resueltos para profesores cap 5

Upload: alfredo-dorado-quispe

Post on 04-Mar-2016

26 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

alg de est

TRANSCRIPT

  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    1/16

    FSICA PARA ARQUITECTURA 2013

    EJERCICIOS RESUELTOS PARA PROFESORES

    Captulo 5

    PREGUNTAS CONCEPTUALES

    1. En 1940, cuatro meses despus de concluidas las obras, el puente de TacomaNarrows en el estado de Washington, fue destruido por un iento de !"#m$h. Elendaal produ%o una fuer&a fluctuante 'ue, seg(n se dice, reson) con la frecuencianatural del puente, haciendo aumentar constantemente la amplitud durante ariashoras hasta 'ue el puente se derrumb).

    No et!e"o #u$ %!e &u' (a$ &ue (a)e* )o e+te e,e*)!)!o -S! el te.to e+ )o#o/!u*a a&u Supoo &ue (a$ &ue *e/le.!oa* a)e*)a "e )#o la+ /*e)ue)!a+ "e*e+oa)!a pue"e a)tua* #u$ "e+t*u)t!4a#ete e la+ o%*a+ "e a*&u!te)tu*a e!e!e*a +! o +e p*e4' !)*e#eto+ e lo+ !4ele+ "e )o#ple,!"a" "el "!+eoa #ae*a "e "!+*upto*e+ E+to e+ )la*a#ete o%+e*4a%le e la+ *a"e+ o%*a+ "elo+ 6lt!#o+ "!e7 o &u!)e ao+8 e la+ &ue +e (a !)o*po*a"o 4a*!e"a" "e9ulo+ o *e)to+ $:o lea+ )u*4a+ &ue a%+o*%e te+!oe+ pa*9+!ta+ )o #9+e/!)!e)!a E el ;!a"u)to "e

    Ta)o#a La e!al!"a" "el t!po e+ &ue +!#pl!/!) el puete e 4e7 "e )o#pl!)a*loU *a"e

    2*i est+s en las gradas de una pista de carreras te encuentras le%os de la posici)nde salida, er+s el humo del disparador de salida emitido por el %ue& de l-nea antes deo-r su sonido /or 'u G*a/!)a $ e.pl!)a

    Po*&ue la 4elo)!"a" "e la lu7 e+ #u$ +upe*!o* a la "el +o!"o -3.10E@#:+e $3=0#:+e *e+pe)t!4a#ete

    3 *upone 'ue es a lo le%os un obrero claando una estaca en la tierra con un ma&o.*upone 'ue el obrero golpea la estaca a un ritmo regular de un golpe por segundo.inalmente supone 'ue el sonido 'ue escuchas coincide e2actamente con los golpes'ue es. Entonces, cuando el operario de%a de martillar, oes un golpe m+s. a 'udistancia se encuentra el operario Aal!7a )o)eptual#ete $ *e+po"e

    E+ u po)o "!/)!l &ue e+to +e "' e.a)ta#ete a+8 pe*o +! o)u**!e*a e+ta*a#o+ aua "!+ta)!a "el o%*e*o e&u!4alete a la &ue *e)o**e el +o!"o e e+e lua* eu +eu"o E+ "e)!*8 alo a+ )o#o 3=0 #et*o+ +! e+ta#o+ e u "a /*e+)o $

    )al#o a ua altu*a p*.!#a a la "el !4el "el #a*

  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    2/16

    4. 3eali&ar la representaci)n gr+fica, sobre coordenadas cartesianas, de ondasmec+nicas superpuestas. 3eali&ar la representaci)n gr+fica, sobre coordenadascartesianas, de una onda electromagntica. E2plica sus diferencias. G*a/!)a $*e+uel4e

    O"a+ #e)9!)a+B S!to#a#o+ ua )ue*"ae+t!*a"a $ le apl!)a#o+ u#o4!#!eto 4e*t!)al e +ue.t*e#o8 e+ta#o+ee*a"o u pul+o &ue4!a,a*9 po* la )ue*"a Ee+te )a+o8 )a"a pa*t)ulae+t9 e *epo+o (a+ta &ue elpul+o llea (a+ta ella8 +e

    #ue4e u !+tate $ 4uel4eal *epo+o -1/!u*a

    S! #atee#o+ el#o4!#!eto al e.t*e#o "e la)ue*"a8 ee*a*e#o+ ut*e "e o"a+ &ue +ep*opaa*a a lo la*o "e la)ue*"a -2D/!u*a

    Po* lo tato la 1/!u*a )o**e+po"e a ua 6!)a o"a8 la 2 +o 4a*!a+ o"a+

    #e)9!)a+ +upe*pue+ta+

    C*eo )o4!ee )!ta* e+te e,e#ploB O"a+ ++#!)a+B

    O"a ele)t*o#a't!)aB

  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    3/16

    5 Re+po"e 4e*"a"e*o o /al+o

    as ondas electromagnticas son producidas por la oscilaci)n o la aceleraci)n deuna carga elctrica. ;ERAERO

    as ondas electromagnticas tienen componentes elctricos magnticos.

    ;ERAERO

    a radiaci)n electromagntica se puede ordenar en un espectro 'ue se e2tiendedesde ondas mec+nicas de frecuencias mu eleadas hasta ondas mec+nicas defrecuencias mu ba%as FALSO

    Cote+ta 4e*"a"e*o o /al+o5

    1. El per-odo de una onda es el tiempo 'ue tarda en hacer una ibraci)n completa.

    ;ERAERO6. as ondas transportan energ-a de una fuente ibrante a un receptor contransferencia de materia entre una el otro. FALSO La+ o"a+ t*a+po*ta ee*a+! #o4!#!eto "e #ate*!a

    7. El producto de la frecuencia o n(mero de ibraciones en un tiempo dado, por lalongitud de onda es igual a la rapide& de la onda. ;ERAERO - 4H/

    4. a longitud de la onda es la distancia entre partes idnticas sucesias de la onda.;ERAERO

    ". as ondas sonoras son transersales.FALSO So lo!tu"!ale+

    o"a +oo*aB

    3ecuerdas cuando en el colegio %ugabas frotando una regla pl+stica en unpulloer luego leantabas con ella trocitos de papel 8)mo e2plicar-as elfen)meno/or 'u su conocimiento sire para r'uitectura G*a/!)a $ *e+po"e

    Ele)t*!7a)! po* /*ota#!etoB ;a*!lla+ "e "!/e*ete+ #ate*!ale+ /*ota"a+ )o tela+e a)e*)a a t*o7o+ "e al6 #ate*!al l!4!ao tal )o#o )o*)(o8 papel o +e#!lla+Se o%+e*4a )#o "!)(o+ #ate*!ale+ +o at*a"o+ po* la+ 4a*!lla+ "e%!"o a la)a*a el')t*!)a p*e+ete E+ po* la p*op!e"a" &ue t!ee alua+ +u+ta)!a+8 "e

    a"&u!*!* )a*a eat!4a al /*ota*la+8 t*a+ lo )ual at*ae o%,eto+ pe&ueo+ U)ue*po a+ t!ee e.)e+o "e ele)t*oe+ E+ u /e#eo "e ele)t*o+t9t!)a -pa*te

  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    4/16

    "e la ele)t*!)!"a" &ue +e e)a*a "e )a*a+ e*epo+o

    Ot*o e,e#plo +u)e"e al pe!a*o+B

    La )a*a ele)t*o+t9t!)a e+ )o#6#ete )*ea"a po* el )ota)to $ +epa*a)! "e"o+ #ate*!ale+ +!#!la*e+ o "!/e*ete+ Po* e,e#plo8 ua pe*+oa &ue )a#!a at*a4'+ "e u pa+!llo8 ee*a )a*a+ ele)t*o+t9t!)a+ )a"a 4e7 &ue la+ +uela+ "e+u+ 7apato+ t!ee )ota)to $ +e +epa*a "e la +upe*/!)!e "el +uelo

    Ta#%!' +et!#o+ la ele)t*!)!"a" e+t9t!)a po* e,e#plo po* el )(o&ue &ue +ee.pe*!#eta al to)a* la pe*!lla #et9l!)a "e ua pue*ta8 al )a#!a* a t*a4'+ "e u)ua*to al/o#%*a"o o "e+pu'+ "e "e+l!7a*+e e el a+!eto "e u auto#4!l

    U "!+po+!t!4o ele)t*!)o &ue +e "e+l!7a "et*o o /ue*a "e ua %ol+a8 "e u)otee"o* o "e u tu%o "e pl9+t!)o8 ee*a ua )a*a ele)t*o+t9t!)a )ua"o la)u%!e*ta $ la+ puta+ #et9l!)a+ (a)e #6lt!ple+ )ota)to+ $ +e +epa*a "e la+upe*/!)!e "el )otee"o*

    Coo)e* e+to+ /e#eo+ le +!*4e al a*&u!te)to pa*a to#a* *e)au"o+ ea#%!ete+ e &ue e+t' p*e+ete+8 po* lo+ pe*,u!)!o+ &ue pue"a o)a+!oa*E+to+ pe*,u!)!o+ 4a "e+"e +e+a)! "e !)o#o"!"a" po* ua e.)e+!4a!o!7a)! "el a#%!ete o lo+ o%,eto+ (a+ta "ao+ e "!+po+!t!4o+ +e+!%le+ atale+ )a*a+

    @En algunos lugares se debe ma2imi&ar el control de los fen)menos electrost+ticos:'uir)fanos, centrales telef)nicas, centros de c)mputos;. Po* &u'

    La ele)t*!)!"a" e+t9t!)a (a +!"o u p*o%le#a +e*!o e la !"u+t*!a po* +!lo+8 $a&ue la+ "e+)a*a+ e+t9t!)a+ pue"e p*o"u)!* )(!+pa+ &ue p*o4o&uee.plo+!oe+ e !)e"!o+

  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    5/16

    Ka "e+"e el ao 1=00 lo+ /ue*te+ eu*opeo+ $ "el )a*!%e u+a%a p*o)e"!#!eto+"e )ot*ol "e e+t9t!)a pa*a p*e4e!* &ue po* #e"!o "e la+ "e+)a*a+ele)t*o+t9t!)a+ e.plota*a lo+ al#a)ee+ "e pl4o*a e*a

    E lo+ 1@0 la+ /9%*!)a+ "e papel "e to"o EEUU e#plea%a t')!)a+ "e!o!7a)! "e /la#a $ ta#%o*e+ "e 4apo* pa*a "!+!pa* la ele)t*!)!"a" e+t9t!)a "e

    la+ *e"e+ "e papel )ua"o pa+a%a a t*a4'+ "el p*o)e+o "e +e)a"o

    La e*a "e la ele)t*!)a t*a,o )o+!o ue4o+ p*o%le#a+ a+o)!a"o+ )o laele)t*!)!"a" e+t9t!)a $ la+ "e+)a*a+ ele)t*o+t9t!)a+ K )o#o lo+ "!+po+!t!4o+ele)t*!)o+ /ue*o (a)!'"o+e #9+ *9p!"o+ $ pe&ueo+8 +u +e+!%!l!"a" a ellaau#et Ua "e+)a*a ele)t*o+t9t!)a pue"e )a#%!a* la+ )a*a)te*+t!)a+el')t*!)a+ "e u "!+po+!t!4o +e#!)o"u)to*8 "e*a"9"olo o "e+t*u$'"olo

    La "e+)a*a ele)t*o+t9t!)a ta#%!' pue"e alte*a* la ope*a)! o*#al "e u

    +!+te#a ele)t*!)o8 )au+a"o #al/u)!oa#!eto "e e&u!po+ o /alla+ o$ la#a$o*a "e lo+ )o#poete+ +e#!)o"u)to*e+"e e/e)to "e )a#po8 &ue +o lo+#9+ "el!)a"o+8 !)lu$e )!*)u!to+ !te*o+ "e p*ote))! at!e+t9t!)a

    A#%!ete+ e+te*!l!7a"o+B Ot*o p*o%le#a )au+a"o po* la ele)t*!)!"a" e+t9t!)ao)u**e e lo+ M)ua*to+ l!#p!o+ La+ +upe*/!)!e+ )a*a"a+ pue"e at*ae* $*etee* )ota#!ate+8 (a)!e"o "!/)!l *e#o4e*lo+ "el #e"!o a#%!ete

    El atue"o &u!*6*!)o "e%e e+ta* )o/e))!oa"o )o u #ate*!al l!%*e "epelu+a+8 *e+!+tete a la ele)t*!)!"a" e+t9t!)a $ a la+ lla#a+ La ele)t*!)!"a"e+t9t!)a e )ota)to )o lo+ a+e+ #e"!)!ale+ pue"e p*o4o)a* )(!+pa+ $e.plo+!oe+

    La )(!+pa pue"e e)e"e* #ate*!ale+ o a+e+ !/la#a%le+ Lo+ !)e"!o+ e uaat#+/e*a *!)a e O2 +o "!/e*ete+ e )a*9)te* "e a&uello+ &ue o)u**e e uaat#+/e*a o*#al La *a4e"a" pote)!al "el /ueo "e%e )o+!"e*a*+e )o#oalta#ete pel!*o+a

    LOS SISTE

  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    6/16

    E2isten tambin cortinas, ca

    Se "e/!e ta#%!' )o#o el t!e#po &ue t*a+)u**e et*e &ue +e !te**u#pe la*e)ep)! "!*e)ta "e u +o!"o $ la *e)ep)! "e +u+ *e/le.!oe+La #e"!)! +e*eal!7a e#!t!e"o u *u!"o )o*to $ +e)o e el *e)!to $ *e!+t*a"o )#oe4olu)!oa la !te+!"a" )o la &ue +e pe*)!%e

    El t!e#po !"eal "e *e4e*%e*a)!

    La *e4e*%e*a)! e ua +ala #o"!/!)a "e /o*#a !#po*tate +u+ )ual!"a"e+a)6+t!)a+ Pa*a &ue la +oo*!"a" +ea la a"e)ua"a8 el t!e#po o "e%e +e* alto !%a,o8 +!o a,u+ta*+e al u+o &ue te"*9 la +ala A+8 +ala+ )o t!e#po+ %a,o+ o+e)a+ pue"e +e* apta+ pa*a teat*o o pala%*a (a%la"a8 pe*o po)o a"e)ua"a+

    pa*a la au"!)! "e #6+!)a Al #!+#o t!e#po8 "!4e*+o+ 'e*o+ "e #6+!)ae.!e "!/e*ete+ t!e#po+ "e *e4e*%e*a)!8 e ee*al #u)(o #a$o*e+ &ue el

    http://es.wikipedia.org/wiki/Wallace_Clement_Sabinehttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Absorci%C3%B3n_(sonido)http://es.wikipedia.org/wiki/Absorci%C3%B3n_(sonido)http://es.wikipedia.org/wiki/Reflexi%C3%B3n_(sonido)http://es.wikipedia.org/wiki/Reflexi%C3%B3n_(sonido)http://es.wikipedia.org/wiki/Wallace_Clement_Sabinehttp://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Absorci%C3%B3n_(sonido)http://es.wikipedia.org/wiki/Reflexi%C3%B3n_(sonido)
  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    7/16

    )o+!"e*a"o pt!#o pa*a la pala%*a To"o e+to (a)e #u$ "!/)!l e)ot*a* +ala+pol!4alete+8 au&ue #e"!ate "!4e*+a+ t')!)a+ e+ po+!%le a/!a* ua +ala o4a*!a* +u t!e#po "e *e4e*%e*a)!

    El 4olu#e "e ua +ala "ete*#!a "!*e)ta#ete -,uto a ot*o+ /a)to*e+ )o#o lo+#ate*!ale+ "e la #!+#a el t!e#po "e *e4e*%e*a)! El t!e#po pt!#o e+ ua/u)! "el 4olu#e8 $ ee*al#ete +e p*e/!e*e t!e#po+ pt!#o+ #a$o*e+)ua"o la+ +ala+ +o #9+ *a"e+8 $ 4!)e4e*+a

    >e manera emp-rica se consideran tiempos )ptimos apro2imados en relaci)n con eluso de una sala, los siguientes5

    U+o "e la +ala T0-+Teatro palabra hablada 0.4 ? 1@(sica de c+mara 1 ? 1.4@(sica or'uestal 1."Apera 1.! ? 1.B@(sica coral sacra hasta 6.7

    E pa*t!)ula*8 la #6+!)a +a)*a *e&u!e*e 4alo*e+ #9+ alto+ po*&ue ee*al#etee+t9 a+o)!a"a a *e)!to+ )o#o la+ )ate"*ale+8 &ue +uele +e* #u$ *e4e*%e*ate+

    10 /or 'u emos erde el color erde Re+po"e

    So%*e to"o ele#eto !lu#!a"o )o lu7 %la)a o atu*al8 !)!"e to"a la a#a "e/*e)ue)!a+ "el e+pe)t*o 4!+!%le8 !)lu!"a+ la+ ult*a4!oleta e !/*a**o,a+8 )ot!ua+a la+ /*e)ue)!a+ 4!+!%le+ e a)ue*"o a lo+ p!#eto+ +upe*/!)!ale+ "e la+

    +u+ta)!a+ +o%*e la+ &ue !)!"e8 +e*9 el )olo* *e+ultate8 $a &ue el ele#etoa%+o*%e*9 to"a+8 #eo+ la+ /*e)ue)!a )o**e+po"!ete al )olo* "el p!#eto8&ue +e *e/le,a*9 A+8 +! e+te p!#eto +upe*/!)!al e+ 4e*"e8 el ele#eto a%+o*%e*9to"a+ la+ /*e)ue)!a+ $ *e/le,a*9 la 4e*"e

    EJERCICIOS RESOLUCIN NU

  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    8/16

    *i a la onda graficada anteriormente ladenominamos *1, grafi'ue ahora otra ondasuperpuesta a *1, 'ue corresponda a un sonido *6cua amplitud sea el doble su longitud sea lamitad de las de *1. 3esponda5

    8)mo se percibe el sonido *6 con respecto al *onido * 1 en relaci)n a sufrecuencia

    8)mo se percibe el sonido *6 con respecto al *onido * 1 en relaci)n a suamplitud Re+u'l4alo #a*)a"o po*)eta,e+ )o#pa*at!4o+

    S1

  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    9/16

    S2

    A El +o!"o "e S2 e+ 200? #9+ au"o &ue el "e S1

    El +o!"o "e S2 e+ 200? #9+ !te+o &ue el "e S1

    6. ndicar para cada frecuencia la longitud de onda correspondiente, as- comotambin su per-odo, considerando 'ue se trata de un sonido emitido propagadoen el aire.

    frecuencia :;16"FG :H;"00F& :8;6000F&ongitud de ondaperiodo

    TI1$f

    ; TI1$16"F&I0,01sH; TI1$"00F&I0,006s8; TI1$6000F&I0,000"s

    J I .f I elocidad de la lu& en el ac-o I 7K10Bm$s

    ; LI 7K10Bm$s . 16"F& I 7M". 10Bm I 7,M" . 1010m

    H; LI 7K10B

    m$s . "00F& I 1"00. 10B

    m I 1," . 1011

    m8; LI 7K10Bm$s . 6000F& I !000. 10Bm I ! . 1011m

    38u+l es la diferencia principal entre una onda de radio la lu& isible Grafca yexplica.

    La "!/e*e)!ap*!)!pal e+la /*e)ue)!a"e )a"a uaB

  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    10/16

    4. Dn rao luminoso 'ue se propaga en al aire incide sobre el agua de un estan'uecon un +ngulo de 70

    a; Ou +ngulo forman entre s- los raos refle%ado refractado

    b; *i el rao luminoso se propagase desde el agua hacia el aire a partir de 'u alor

    del +ngulo de incidencia se presentar+ el fen)meno de refle2i)n total

    >ato5 -ndice de refracci)n del agua I 4$7.

    ATOSi =300n agua= 4/3 a) n1 = 1300 300

    n2 = 4/3 1=30 rayorefejado r=30

    por ley de Snell.

    sen2 = n1sen1/n2 = sen1/1,25 = 0,5/1.25 = 0,4

    2 = arcsen 0,4 = 2330`

    Entre s- los raos refle%ado refractado forman un +ngulo de5

    60 + (90 2330`! = 12630`

    b; *i el rao luminoso se propagase desde el agua hacia el aire a partir de 'u alordel +ngulo de incidencia se presentar+ el fen)meno de refle2i)n total

  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    11/16

    8uando el +ngulo de incidencia es maor o igual al +ngulo cr-tico, la lu& no puederefractarse se refle%a totalmente en la frontera.

    "#$% l&'&e=

    c = arcs&n 1/1.25 = arcs&n 0,) = 53

    poo te)rico5 a le de *nell es una f)rmula utili&ada para calcular el +ngulo derefracci)n de la lu& al atraesar la superficie de separaci)n entre dos medios depropagaci)n de la lu& :o cual'uier onda electromagntica; con -ndice de refracci)n

    distinto. El nombre proiene de su descubridor, el matem+tico holands Willebrord*nel an 3oen :1"B0?1!6!;. a denominaron P*nellP debido a su apellido pero lepusieron dos PlP por su nombre Willebrord el cual llea dos PlP.

    a misma afirma 'ue la multiplicaci)n del -ndice de refracci)npor el seno del +ngulode incidencia es constante para cual'uier rao de lu& incidiendo sobre la superficieseparatri& de dos medios. un'ue la le de *nell fue formulada para e2plicar losfen)menos de refracci)n de la lu& se puede aplicar a todo tipo de ondas atraesandouna superficie de separaci)n entre dos medios en los 'ue la elocidad de propagaci)nde la onda ar-e.

    e+)*!p)! pt!)a

    http://es.wikipedia.org/wiki/Refracci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Luzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Luzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Onda_electromagn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Willebrord_Snel_van_Royenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Willebrord_Snel_van_Royenhttp://es.wikipedia.org/wiki/1580http://es.wikipedia.org/wiki/1626http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_refracci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Refracci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Luzhttp://es.wikipedia.org/wiki/Onda_electromagn%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Willebrord_Snel_van_Royenhttp://es.wikipedia.org/wiki/Willebrord_Snel_van_Royenhttp://es.wikipedia.org/wiki/1580http://es.wikipedia.org/wiki/1626http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_refracci%C3%B3n
  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    12/16

    son los -ndices de refracci)n.de los materiales. a l-neaentrecortada delimita la l-nea normal,adem+s delimita cu+ndo la lu& cambiade un medio a otro. *nell tambin hacereferencia a la refracci)n, la cual es lal-nea imaginaria perpendicular a lasuperficie. os +ngulos son los+ngulos 'ue se forman con la l-nea

    normal, siendo el +ngulo de la ondaincidente el +ngulo de la ondarefractada.

    8onsideremos dos medioscaracteri&ados por -ndices derefracci)n separados por una

    superficie *. os raos de lu& 'ueatraiesen los dos medios se refractar+n en la superficie ariando su direcci)n depropagaci)n dependiendo del cociente entre los -ndices de refracci)n .

    /ara un rao luminoso con un +ngulo de incidencia sobre el primer medio, +nguloentre la normal a la superficie la direcci)n de propagaci)n del rao, tendremos 'ue elrao se propaga en el segundo medio con un +ngulo de refracci)n cuo alor seobtiene por medio de la le de *nell.

    =bsrese 'ue para el caso de :raos incidentes de forma perpendicular a lasuperficie; los raos refractados emergen con un +ngulo para cual'uier .

    a simetr-a de la le de *nell implica 'ue las traectorias de los raos de lu& son

    reersibles. Es decir, si un rao incidente sobre la superficie de separaci)n con un+ngulo de incidencia se refracta sobre el medio con un +ngulo de refracci)n ,entonces un rao incidente en la direcci)n opuesta desde el medio 6 con un +ngulo deincidencia se refracta sobre el medio 1 con un +ngulo .

    Dna regla cualitatia para determinar la direcci)n de la refracci)n es 'ue el rao en elmedio de maor -ndice de refracci)n se acerca siempre a la direcci)n de la normal a lasuperficie. a elocidad de la lu& en el medio de maor -ndice de refracci)n es siempremenor.

    a le de *nell se puede deriar a partir del principio de ermat,'ue indica 'ue la

    traectoria de la lu& es a'uella en la 'ue los raos de lu& necesitan menos tiempo parair de un punto a otro. En una analog-a cl+sica propuesta por el f-sico 3ichardenman, el +rea de un -ndice de refracci)n m+s ba%o es substituida por una plaa, el

    http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_refracci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_refracci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Fermathttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Fermathttp://es.wikipedia.org/wiki/Richard_Feynmanhttp://es.wikipedia.org/wiki/Richard_Feynmanhttp://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_refracci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Fermathttp://es.wikipedia.org/wiki/Richard_Feynmanhttp://es.wikipedia.org/wiki/Richard_Feynman
  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    13/16

    +rea de un -ndice de refracci)n m+s alto por el mar, la manera m+s r+pida para unsocorrista en la plaa de rescatar a una persona 'ue se ahoga en el mar es recorrer sucamino hasta sta a tras de una traectoria 'ue erifi'ue la le de *nell, es decir,recorriendo maor espacio por el medio m+s r+pido menor en el medio m+s lentogirando su traectoria en la intersecci)n entre ambos.

    Reflexin Interna Total

    8uando el +ngulo de incidencia es maor o igual al +ngulo cr-tico, la lu& no puederefractarse se refle%a totalmente en la frontera. os +ngulos del dibu%o correspondena la frontera aire?agua. los raos dibu%ados en ro%o est+n en refle2i)n total.

    3efle2i)n interna total

    Dn rao de lu& propag+ndose en un medio con -ndice de refracci)n incidiendo conun +ngulo sobre una superficie sobre un medio de -ndice con puederefle%arse totalmente en el interior del medio de maor -ndice de refracci)n. Estefen)meno se conoce como refle2i)n interna total o +ngulo l-mite se produce para+ngulos de incidencia maores 'ue un alor cr-tico cuo alor es5

    *n la ley de Snell

    si , entonces . Eso significa 'ue cuando aumenta, llega a radianes:90; antes 'ue . el rao refractado :o transmitido; sale paralelo a la frontera. *iaumenta a(n m+s, como no puede ser maor 'ue , no ha transmisi)n al otromedio la lu& se refle%a totalmente.

    a refle2i)n es realmente total :100Q; sin prdidas. Es decir, me%or 'ue los espe%osmet+licos :plata, aluminio; 'ue solo refle%an 9!Q de la potencia luminosa incidente.

    5Toma un tro&o de cable. *ecci)nalo con alg(n elemento cortante. >escribe sucomposici)n. /or'ue se eligen esos materiales partir de esto describe con tus

  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    14/16

    palabras 'u es un conductor un aislante da e%emplos costos de los mismos en elmercado.

    E !+tala)!oe+ *e+!"e)!ale+ o*#al#ete +e e#plea e+to+ t!po+ "e)o"u)to*e+

    Ca%le+B )o"u)to*e+ /a%*!)a"o+ )o 4a*!o+ala#%*e+ o (!lo+ #9+ "ela"o+8 )o la /!al!"a" "e"a*le #a$o* /le.!%!l!"a"

    Co"u)to* el')t*!)o e+ a&uel )ue*po &ue pue+toe )ota)to )o u )ue*po )a*a"o "eele)t*!)!"a"8 la t*a+#!te a to"o+ lo+ puto+ "e +u+upe*/!)!e Gee*al#ete ele#eto+8 alea)!oe+ o)o#pue+to+ )o ele)t*oe+ l!%*e+ &ue pe*#!te el#o4!#!eto "e )a*a+

    A!+la#!eto el')t*!)o +e p*o"u)e )ua"o +e )u%*e uele#eto "e ua !+tala)! el')t*!)a )o u #ate*!al &ueo e+ )o"u)to* "e la ele)t*!)!"a"8 e+ "e)!*8 u #ate*!al &ue*e+!+te el pa+o "e la )o**!ete a t*a4'+ "el ele#eto &ue*e)u%*e $ lo #at!ee e +u t*a$e)to*!a a lo la*o "el)o"u)to* !)(o #ate*!al +e "eo#!a a!+late el')t*!)o

    8)mo se compara el +ngulo con el 'ue llega la lu& a un idrio de una entana conel 'ue sale por el otro lado G*a/!)a $ *e+uel4e

    Cua"o la lu7 at*a4!e+a u 4!"*!o "e )a*a+pa*alela+8 lo+ *a$o+ +e "e+pla7al!e*a#ete8 po* la *e/*a))! &ue +u/*e alet*a* e el 4!"*!o $ al +al!* "e 'lV pe*o +alepa*alelo+ a la "!*e))! o*!!al Po* ello la+

    !#9ee+ 4!+ta+ a t*a4'+ "e ua 4etaa o+e "!+to*+!oa Cua"o8 e )a#%!o8 la lu7at*a4!e+a ua lete8 )u$a+ )a*a+ o +opa*alela+8 )a"a uo "e lo+ *a$o+ e+ "e+4!a"o"e #ae*a "!/e*eteB la+ lete+ )o4e.a+ lo+

    )o)et*a8 la+ ))a4a+ lo+ "!+pe*+a Po* ello8 la+ !#9ee+ 4!+ta+ a t*a4'+ "ela+ lete+ o *ep*o"u)e /!el#ete a lo+ o%,eto+ e ta#ao $ e /o*#a

    Cua"o la lu7 at*a4!e+a el 4!"*!o "e ua 4etaa8 +e p*o"u)e ua *e/*a))! ea#%a+ )a*a+ "el 4!"*!oB p*!#e*o )ua"o pa+a "el a!*e al 4!"*!o $8 "e+pu'+8)ua"o pa+a "el 4!"*!o al a!*e La *e/*a))! ee*al#ete 4a a)o#paa"a "e u

    )a#%!o e la *ap!"e7 "e la lu7 $ ta#%!' "e la "!*e))! e &ue +e p*opaa

  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    15/16

    La *e/*a))! 4a +!e#p*e a)o#paa"a "e ua *e/le.! El 4!"*!o "e ua 4etaa+e )o#po*ta )o#o u e+pe,o +! e la (a%!ta)! (a$ #u)(a lu7 $ a/ue*a e+t9#u$ o+)u*o S! e e+ta+ )o"!)!oe+ +e ap*o.!#a u o%,eto8 po* e,e#plo u"e"o8 a uo+ #!l#et*o+ "el 4!"*!o $ +e o%+e*4a )u!"a"o+a#ete8 )o +eu*!"a"+e 4e*9 "o+ o #9+ !#9ee+ "e 'l Ot*o (e)(o )u*!o+o &ue +e "e+p*e"e "el

    a9l!+!+ e+ &ue )ua"o #!*a#o+ a t*a4'+ "el 4!"*!o "e ua 4etaa8 lo+ o%,eto+&ue 4e#o+ o e+t9 e.a)ta#ete all "o"e lo+ 4e#o+

    La lu7 at*a4!e+a al 4!"*!o +!e#p*e $)ua"o '+te +ea t*a+l6)!"o ot*a+pa*ete a$ 4!"*!o+ #u$o+)u*o+ &ue pe*#!te el pa+o "epo)a lu7 o )a+! a"a -ateo,o+ "e+ol8 )a*eta+ o #9+)a*a+ "e +ol"a*84!"*!o+ pola*!7a"o+ o e+pe,a"o+La lu7 t!ee ua 4elo)!"a" )o+tate8pe*o al pa+a* a ot*o #e"!o )a#%!a +u4elo)!"a" E+to (a)e8 po* e,e#plo8&ue +e "e/o*#e la !#ae "e lo+o%,eto+ "et*o "el aua

    La p*!)!pal #ate*!a p*!#a "el 4!"*!o e+a*ea Lueo "e /u"!*+e a #9+ "e 100 C+e t*a+/o*#a e 4!"*!o l&u!"o Lap*!)!pal )a*a)te*+t!)a "el 4!"*!o e+ &ueo 4uel4e a +ol!"!/!)a*+e po*&ue el l&u!"o

    o )*!+tal!7a +!o &ue +e (a)e #9+ $ #9+4!+)o+o )uato #9+ /*o Llea u puto&ue pa*e)e +ol!"o pe*o e *eal!"a" e+t9 eu e+ta"o pl9+t!)o pa*e)!"o a u l&u!"o4!+)o+o Po* e+te #ot!4o e+ &ue la lu7pue"e pa+a* a t*a4'+ "e 'l

    EJERCICIO INTEGRAOR A*&u!te)tu*a

  • 7/21/2019 Fsica Arq 2013 Cap 5 Ejercicios Resueltos Para Profesores Cap 5

    16/16

    En una iienda anali&atodas las situaciones dondeaparecen fen)menosf-sicos producidos porondas manifest+ndose endiferentes energ-as

    Ou ramas de laprofesi)n de ar'uitectoestudia cada una de ellasG*a/!)a $ e.pl!)a