(Originais Teachy 2023) - Pregunta Media de Física

Una partícula cargada positivamente está cerca de otra partícula cargada negativamente, formando un campo eléctrico en la región entre ellas. Suponga que la carga positiva sea igual a +q y la carga negativa sea igual a -q, y que ambas cargas estén fijas a una distancia d una de la otra. La región alrededor de estas partículas está definida por las líneas de fuerza del campo eléctrico. Con base en esta información: (a) Dibuje en un esquema gráfico las líneas de fuerza del campo eléctrico en la región entre las cargas; (b) Indique la dirección de la fuerza eléctrica que actuaría sobre otra partícula (carga positiva) imaginaria colocada en esta región; (c) Explique cómo varía el campo eléctrico a lo largo de las líneas de fuerza y qué sucede con el campo eléctrico a medida que se aleja de las cargas.

En una industria, un trabajador está fabricando piezas metálicas que están sujetas a variaciones de temperatura. En este proceso, necesita tener en cuenta la dilatación espacial de las chapas metálicas utilizadas. Dada una chapa rectangular, con dimensiones iniciales de 0,5 m x 1 m (ancho x largo) y un coeficiente de dilatación lineal de 12 x 10^-6 °C^-1, la chapa se calienta de 30 °C a 230 °C. (a) Calcule la dilatación lineal en cada dimensión de la chapa al final del calentamiento. (b) Determine la dilatación superficial total de la chapa. (c) Si se hace un agujero circular con 5 cm de diámetro en la chapa antes del calentamiento, determine el diámetro del agujero después de la dilatación.

Explique qué es la posición aparente y cómo se relaciona con la posición real de un objeto en diferentes medios. Luego, presente un ejemplo de una situación en la que un objeto está sumergido en un tanque con agua y pida al alumno que calcule la posición aparente de ese objeto para un observador que está fuera del tanque. El alumno debe tener en cuenta la posición real del objeto y las propiedades ópticas del agua. Por último, pida al alumno que explique cómo sería diferente la posición aparente del objeto si estuviera sumergido en un medio con un índice de refracción diferente al del agua. Anímelo a explorar las implicaciones físicas y matemáticas de este problema.