Problemas tareas medio curso libre

F´ısica IV / F´ısica Moderna
Problemas resueltos
Gustavo Rodriguez Morales
20 de septiembre de 2014

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´Indice general
1 La teor´ıa de la relatividad
1.1 F´ısica cl´
asica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1.1 Problemas resueltos 1.1 al 1.2 . . . . . . . .
1.2 F´ısica relativista . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2.1 Problemas resueltos 1.5 al 1.6 . . . . . . . .
1.2.2Problemas resueltos 1.7 al 1.8 . . . . . . . .
1.2.3 Problemas propuestos 1.28 al 1.33 . . . . .
1.2.4 Problemas resueltos 1.9 . . . . . . . . . . .
1.2.5 Problemas propuestos 1.34 al 1.35 . . . . .
1.2.6 Problemas propuestos generales 1.36 al 1.44

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7
7
7
10
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16
16
19
19
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2 Efecto fotoel´
ectrico
2.1 La formula fotoelectrica de Einstein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.1.1 Problemas resueltos 2.1 al 2.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1.2 Problemas propuestos 2.1 al 2.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23
23
23
24

3 Rayos X
3.0.3
3.0.4

Problemas resueltos al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Problemas propuestos 3.1 al 3.8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29
29
29

4 El ´
atomo
4.0.5 Problemas resueltos al . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.0.6 Problemas propuestos al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33
33
33

5 El nucleo
5.0.7 Problemas resueltos al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.0.8 Problemas propuestos al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

35
35
35

6 Reacciones nucleares

37
3

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´
7 Optica
geom´
etrica
7.0.9 Problemas resueltos al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7.0.10 Problemas propuestos 1 al 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39
39
39

8Polarizaci´
on
8.0.11 Problemas resueltos al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8.0.12 Problemas propuestos al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

45
45
45

9 Interferencia
9.0.13 Problemas resueltos al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9.0.14 Problemas propuestos al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47
47
48

10 Difracci´
on
10.0.15 Problemaspropuestos 1al 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10.0.16 Problemas propuestos al . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

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51
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4

Introducci´on
Soluci´on a los problemas propuestos del libto de texto: F´ısica Moderna de Flores y
Figueroa.

5

6

Cap´ıtulo 1

La teor´ıa de la relatividad
1.1. F´ısica cl´asica
Formula: Transformaci´
on Galileana
v1 = v2 + v
v1 : Lavelocidad del evento con respecto al marco 1.
v2 : La velocidad del evento con respecto al marco 2.
v: La velocidad entre los marcos de referencia.

.........
1.1.1. Problemas resueltos 1.1 al 1.2
Problema 1.5
Un observador situado en la tierra ve acercarse una nave espacial a
una velocidad de 0.9c. Asi mismo, un vehiculo de exploraci´
on visto desde la tierra se acerca
3
a ´esta a 4 de la velocidad de laluz. Visto desde la nave espacial, ¿c´
ual es la velocidad del
veh´ıculo con respecto a la nave espacial?

.........
Soluci´
on
Marco 1: El marco de referencia de la tierra.
Marco 2: El marco de referencia de la nave espacial
Evento: El veh´ıculo
Velocidades:
v = 0.9c Velocidad entre marcos de referencia (tierra y nave espacial)
7

v1 = 43 c
v2 =

Velocidad del evento con respecto al marco 1 (latierra)
por determinar la velocidad con respecto al marco 2 (la nave)

v2 = v − v1
= 0.75c - 0.9c
= - 0.15c

velocidad del veh´ıculo con respecto a la nave espacial.
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Problema 1.6
Un observador situado en la tierra observa c´omo se aleja de ´el una
nave espacial, A, con una velocidad de 2.5 ×108 m/s, viendo tambi´en que hay otra nave,
B, que sigue a la anterior a 1.5...