Un capacitor tiene en su interior un campo eléctrico de 5 N/C y sus placas están separadas entre sí por 0,2 dm. Calcule el valor de la diferencia de potencial (en mV) entre las placas del capacitor.
ΔV = E d
Donde
ΔV = diferencia de
potencial
E = campo eléctrico en
el interior del capacitor = 5 N/C
d = distancia entre
las placas = 0,2 dm = 0,02 m
Reemplazando
ΔV = 5 N/C 0,02 m = 0,1 V = 100
mV
Un circuito está compuesto por 3 resistencias en paralelo: R1, R2 y R3. Calcule la resistencia total del circuito sabiendo que la diferencia de potencial del mismo es de 20 V. Datos: R1 = 2 Ω, R3 = 7 Ω, I2 = 2,5 A.
V = R I (ley de Ohm)
Donde
V = voltaje ó
diferencia de potencial
R = resistencia
I = intensidad
En la resistencia R2
V2 = I2 R2
Donde
V2 = diferencia de
potencial en 2 = V = 20 V (resistencias en paralelo)
I2 = intensidad en 2 =
2,5 A
R2 = resistencia 2
Reemplazando y
despejando R2
R2 = V2 / I2 = 20 V /
2,5 A = 8 Ω
Resistencias en
paralelo
R123 = 1 / (1 / R1 + 1 / R2
+ 1 / R3)
= 1 / (1
/ 2 Ω
+ 1 / 8 Ω + 1 / 7 Ω)
= 1,3 Ω
Calcular la diferencia de concentración de un soluto X a través de una membrana semipermeable de 0,05 µm de espesor, si el coeficiente de difusión para el soluto es 1,2 x 10-7 cm2/s y el flujo a través de la membrana es de 0,75 mol/cm²s.
| φ | = D A ΔC
/ Δx (Ley de Fick)
donde
φ = flujo de
partículas
A = Área de la membrana
Φ = φ /
A = densidad de flujo = 0,75 mol/cm2.s
D = coeficiente de difusión = 1,2 x 10^-7 cm2/s
ΔC = variación de la concentración
Δx = espesor de la
membrana = 0,05 µm
= 5 x 10^-6 cm
Reemplazando y despejando ΔC
ΔC = Φ Δx
/ D = 0,75 mol/cm2.s 5 x 10^-6 cm / 1,2 x 10^-7 cm2/s = 31,25 mol/cm3
Biofísica UBA XXI
Segundos Parciales 2026
1er Cuatrimestre - Junio 26
Tema 1
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4. https://noemifisica.blogspot.com/2026/09/biofisica-uba-xxi-2p-jun26-t1-4.html
5.
Indice
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A una solución de glucosa en agua al 0,95 % (m/V), se le agregan 120 cm3 de solvente cada 0,5 dm3 de solución. Determinar la osmolaridad de la solución resultante.
Datos: Mr glucosa = 180 g/mol
Osm = M i
Donde
Osm =
osmolaridad
M =
molaridad = n / V
n = moles
de soluto = m / Mr
m = masa
de soluto = % (m/V) Vo
% (m/V) = porcentaje masa en volumen = 0,95% (gr/ml)
Vo = volumen original = 0,5 dm3 = 500 ml
Mr = masa
molar de la glucosa = 180 gr/mol
V = volumen
de solución (en lt) = (Vo + V1) / 1000 ml
V1 =
volumen agregado = 120 cm3 = 120 ml
i = factor de Van´t Hoff = 1 (la glucosa no se disocia)
Reemplazando
Osm = (% (m/V) Vo) / Mr / (Vo + V1) i
= 0,95
% 500 ml / 180 gr/ ml / [(500 ml + 120 ml) / 1000 ml] = 0,043 osm/lt
Una partícula se mueve a lo largo de una línea donde la energía potencial de su sistema depende de su posición r como indica la figura. En el límite, cuando r aumenta indefinidamente, la energía potencial U(r) tiende a: 1 J.
a.
Identificar cada posición de equilibrio para esta
partícula. Indique si cada una es un punto de equilibrio estable, inestable o
neutro.
Posición de equilibrio à dU / dr = 0 à recta tangente horizontal
Punto A: mínimo àequilibrio estable
Punto B: máximo àequilibrio inestable
Punto C: mínimo àequilibrio estable
Punto D: máximo àequilibrio inestable
Punto E < r à energía potencial constante à equilibrio
neutro
b.
¿La partícula estaría acotada en su movimiento, si la
energía total del sistema está en ese intervalo?
E = energía total
E > UD à movimiento NO
acotado
E < UD à Movimiento
acotado (la partícula no puede seguir al infinito)
Ahora suponer que el sistema tiene energía de -3 J. Determinar:
c.
El intervalo de posiciones donde se puede encontrar la
partícula.
E = Ec + U
Ec = energía cinética
Si E = - 3 J y Ec ≥ 0 à U ≤ - 3 J à línea verde
d.
Su Ec máxima
Ec max = E – Umin
Con
Umin ≈ - 6 J
Ec max = E – Umin = - 3 J – (- 6 J)
≈ 3 J
e.
La ubicación donde tiene Ec máxima
Punto A: mínimo
f.
La energía de enlace del sistema, esto es, la energía adicional
que tendría que darse a la partícula para moverla a r tendiente a infinito.
ΔE = Umax – E
Con
Umax ≈ 1,2 J
ΔE ≈ 1,2 J – (- 3 J) = 4,2 J
Un furgón minero cargado tiene una masa de 950 kg y rueda sobre rieles con fricción despreciable. Parte del reposo, y un cable conectado a un malacate* tira de él a través de la mina. Los rieles tienen una inclinación de 30º con respecto a la horizontal. El furgón acelera de manera uniforme a una rapidez de 2.2 m/s en 12 s y después continúa con rapidez constante.
a.
¿Qué potencia debe proporcionar el motor del malacate
cuando el furgón se mueve con rapidez constante?
Pot = T v (si v = cte)
Donde
Pot = potencia
T = tensión = Px = m g sen 30°
m = masa = 950 kg
g = aceleración de la
gravedad = 10 m/s2
v
= velocidad = 2,2 m/s
reemplazando
Pot = m g sen 30° v
= 950 kg 10 m/s2 2,2 m/s = 10450
w
b.
¿Qué potencia máxima debe proporcionar el motor del
malacate?
Pot
max = T vmax
Donde
Pot max = potencia
(corresponde a v max)
T = tensión = m a + Px = m a +
m g sen 30°
a = aceleración del vagón =
(vf – vo) / t
vf = velocidad final (máxima)
= 2,2 m/s
vo = velocidad inicial = 0
t = tiempo transcurrido = 12
s
reemplazando
Pot
max = T vmax = (m vf / t + m g sen 30°) vf =
=
950 kg (2,2 m/s / 12 s + 10 m/s2 * 0,5) 2,2 m/s = 10833 w
c.
¿Qué energía total transfirió el motor en forma de
trabajo mecánico, cuando el furgón recorrió 1250 m sobre los rieles?
W
= ΔEm
Donde
W
= trabajo entregado del malacate
ΔEm
= variación de la energía mecánica = Emf – Emi
Emf
= energía mecánica final = Ecf + Epf
Ecf
= energía cinética final = 1 /2 m vf^2
m
= masa del vagón = 950 kg
vf
= velocidad final = 2,2 m/s
Epf
= energía potencial final = m g h
h
= altura final = d sen 30°
d
= distancia recorrida = 1250 m
Emi
= energía mecánica inicial = Eci + Epi
Eci
= energía cinética inicial = 0 (velocidad inicial = 0)
Epi
= energía potencial inicial = 0
Reemplazando
W = 1 /2 m vf^2 + m g d sen 30°
= 1 /2 * 950
kg (2,2 m/s)^2 + 950 kg 10 m/s2 1250 m * 0,5 = 5,94 x 10^6 J
