Óptica

TAREA ÓPTICA GEOMÉTRICA: ESPEJOS
PROBLEMA/ DE APLICACIÓN
1,-

Calcular la iluminación en la pantalla generada por la vela.

6.-

Una vela se sitúa a 6 cm de un espejo cóncavo, cuyo
radio es 48 cm. ¿Dónde esta la imagen de la vela?
Rpta.

7.-

Un objeto de lOcm de altura se coloca a 20 cm de un
espejo cóncavo (R = 60 cm). Hallar el tamaño de la imagen.
Rpta.

30 cm

Rpta.
8.-

2,-

Se coloca 2 lamparas como se muestra en la figura.
Calcularlas! en la posición indicada la iluminaciones

igual por ambos lados.

Un objeto se sitúa a 20 cm frente a un espejo convexo de
30 cm de radio de curvatura. Hallar a que distancia del
espejo se forma la imagen y dar sus características.
Rpta.

9,-

Un espejo cóncavo da, de un objeto situado a la distancia p = 2 m una imagen real a la distancia q = 70 cm
¿Cual es el radio de curvatura del espejo?
Rpta.

10.Rpta.
Dos espejos planos AO y
OB forman un angulo
diedro de 15°. Si la fuente
'P'.'se encuentra entre losespejos. Hallar el número
'n' de imagenes de la
fuente.

4,-

pM)37rn]

Un espejo cóncavo tiene un objeto de 12 cm de altura
a 60 cm del espejo. El radio de curvatura es 30 cm. Calcular la distancia imagen y de sus características.
Rpta.

|20cm;I.R.I.|

B PROBLEMA/ COMPLEMENTARIO/
1.-

Rpta.

[8,57cm;I.V.D.|

11

¿Qué angulo deben formar dos espejos planos, para
que se produzcan 8 imagenes?

En el techo de una habitación se ha colocado un espejo cuadrado de 20 cm de lado, observando desde el
β = 3α
entonces solo debemos hallar la expansión volumétrica:
Vf = V + ΔV, ΔV=βVΔT
de aquí se utiliza el dato:
0.50%V=ΔV=βVΔT y ΔT= 100ºC
====> 0.50%=β x 100 resolviendo: β=0.5x10^-5

α=1.67x 10^-6
16.32 ¿En qué porcentaje se incrementa el volumen de uncubo de bronce cuando se calienta de 20 a 100°C?



16.33Un tapon de ronce redondo tiene un diametro de 8.001cm a 28C° ¿A que temperatura debera enfriarse el tapon para que ajuste correctamente un orificio de 8.000cm?


T=21.1°C

16.34Un matraz Pyrex se llena por completo con 500 de alcohol etílico .Si la temperatura del sistema se eleva 70 C° ¿Qué volumen de alcohol se derramara?







CAPITULO 18 PROLEMAS ADICIONALES
18.15-Un panel de vidrio de una ventana mide 60 cm de ancho , 1.8 de alto y 3m de espesor. La temperatura interior es de 20C° y la exterior de -10°C ¿Cuanto valor escapa de la casa a través de esta ventana en 1hr
A=(0.6m)(1.8m)=1.08





18.16-Un aislamiento de fibra de vidrio con 20 cm de espesor cubre el piso de un desvan de 20X15m ¿Cuantas calorías de calor se pierden hacia el desvan si las temperaturas en uno y otro lado de aislamiento son de -10°C y 24°C
[



18.17-El fondo de una olla de aluminio tiene 3mm de espesor en una area superficial de 120cm ¿Cuantas calorías por minuto son conducidas través del fondo de la olla si la temperatura de la superficie exterior es de 114 °C y la temperatura de la superficie interior es de 117 °C?
[



18.18-Un muro de concreto macizo mide 80ft de alto.100ft de alto y 6in de espesor. Las temperaturas superficiales e uno y otro lado de la pared son 30 y 100 °F ¿Cuanto tiempo tendra que trascurrirpara que sean trasferidas 400 000 Btu de calor?
[A=(80tf(100ft)=8000f


18.19 El fondo de una olla de metal caliente tiene 86cm de area y 98°C de tempertura. La olla se coloca encima de una base de corcho de 5mm de espesor. La cuierta de formica que esta debajo de la tapa de corcho se mantiene a una temperatura constante de 20 °C ¿Cuanto calor es conducido a través del cocho en 2 min?

Q=
18.20 ¿Q espesor de cobre se requiere para tener el mismo valor de aislamiento termico q una tala de corcho de 2 in?
De cuerdo a la tabla de wikipedia que esta abajo, la conductividades térmicas son
- Cobre: 371,1 W/(mK)
- Corcho: 0,04 W/(mK)

La resistencia térmica es la inversa de lo anterior, de modo que:
- Cobre: 0,003 mK/W
- Corcho: 25 mK/W

L=(

18.21-¿Qué espesor de concreto se requiere para alcanzar el mismo valor de aislamiento que 6 cm de fibra de vidrio?


18.22-La hoja de vidrio de una ventana de un edificio de oficinas mide 2 por 6 m y tiene 1.2 de espesor. Su superficie externa esta a 23°C y la interna a 25°C ¿Cuantos joules de calor pasan a través del vidrio en una hora?
A 2m)(6m)=12

Q=; Q=5760kJ
18.23¿Cual debe ser la temperatura de un cuerpo negro si su razón de radiación es de 860 W/m2?
R=e


18.24-una bola de acero gris tiene una emsividad de 0.75 y cuando la temperatura es de 570°C la potencia radiada es de 800. ¿Cual es el area total de la superficie dela bola?
P=e

18.25 Una lampara de 25w tiene un filamento cuya area es de 0.212cm2 si la sensibilidad es de 0.35 ¿Cual es la temperatura de operación de filamento?



Motor Stirling bajo el ciclo de Carnot
El ciclo de el motor Stirling es un ejemplo, como el ciclo de Carnot de ciclo completamente reversible y que por tanto alcanza el maximo rendimiento que permite el Segundo Principio de la Termodinamica.
Se trata de un ciclo altamente ideal cuya realización practica, incluso en forma aproximada entraña serias dificultades. No obstante, en los últimos años ha adquirido relevancia con el desarrollo de motores de Stirling, que funcionan de manera aproximada según este ciclo.



Un c piso, ¿qué area podra observarse a través del mencionado espejo?
Rpta.

Rpta.

2.5.-

Una persona de 1 rn de estatura se encuentra frente
a un espejo plano vertical 'AB'^Qué altura como maximo puede tener el muro, de modo que la persona pueda ver completamente la imagen de dicho muro?

Dos espejos planos forman un angulo de 50° entre sí.
Determinar el angulo '8' que el rayo reflejado forma
con el rayo incidente.

B

HAZ
1

• 10m

Rpta.

•10m

Rpta.

100°