Correcció de la PAC 3 de l'assignatura de Física del Grau Multimèdia de la UOC

1. 06.509 · Física per a Multimedia · PAC3 · 2012-13 · Programa · Estudis d’Informàtica Multimèdia i Telecomunicació
PAC 3
Presentació
La PAC3 correspon a l’avaluació contínua dels mòduls 4, 5 i 6 de
l’assignatura Física per a Multimèdia.
Competències
Introduir els conceptes físics necessaris per entendre el món multimèdia. Es
pretén facilitar la comprensió de les bases físiques dels elements que
componen els sistemes multimèdia amb la finalitat de conèixer i aprofitar al
màxim les seves possibilitats.
Comprendre la naturalesa dels fenòmens elèctrics, magnètics i electrònics.
Objectius
Els objectius de la PAC 3 són avaluar els coneixements adquirits de manera
continuada al llarg de l’estudi dels mòduls 4, 5 i 6 de l’assignatura Física per a
Multimèdia, mitjançant la resolució de problemes i el plantejament de
qüestions sobre els coneixements exposats en els materials.
Descripció de la PAC/pràctica a realitzar
La PAC3 consta de 10 qüestions. Algunes preguntes són de caràcter més
pràctic, orientades a resoldre problemes, i altres corresponen a preguntes
concretes sobre el temari desenvolupat als materials didàctics.
Recursos
Per desenvolupar la PAC1 podeu utilitzar diferent material.
Bàsics
Com a material bàsic podeu utilitzar els mòduls 4, 5, i 6 dels materials
didàctics, així com totes aquelles explicacions i aclariments que el consultor
hagi publicat a l’Aula.
Complementaris
Tot i que no serà necessari per al desenvolupament de la PAC, podeu emprar
com a material complementari qualsevol dels enllaços a pàgines webs i llibres
de la bibliografia indicats a l’aula.
1

2. 06.509 · Física per a Multimedia · PAC3 · 2012-13 · Programa · Estudis d’Informàtica Multimèdia i Telecomunicació
Criteris de valoració
Les respostes a les qüestions i als problemes plantejats han d’estar
desenvolupats pas per pas per tal que el consultor pugui avaluar correctament
els coneixements de l’estudiant. La puntuació de cada pregunta és la següent:
1: 1,5 6: 0,5
2: 0,5 7: 1
3: 1 8: 1
4: 1 9: 1
5: 1 10: 1,5
Format i data de lliurament
Podeu presentar la pràctica en format Word, OpenOffice o Acrobat (pdf). Tot i
així, seria preferible que la presentéssiu en format Word o OpenOffice. La
data límit de lliurament és el dia 11 de desembre a les 23:59h de la nit.
2

3. 06.509 · Física per a Multimedia · PAC3 · 2012-13 · Programa · Estudis d’Informàtica Multimèdia i Telecomunicació
Exercici 1
Tenim un mirall còncau petit com el de la figura 1.
a) L’objecte 1 es troba a una distància de 0,3 m d’un mirall de 50 cm de focal.
L’objecte 2 es troba a 0,7 m del mirall, tal com es veu a la figura 1. Les
distàncies cap a la dreta des del mirall són positives i cap a l’esquerra són
negatives. A quina distància del mirall es formarà la imatge de l’objecte 1? I la
imatge de l’objecte 2? Construïu les imatges gràficament.
b) Calculeu l’augment lateral del mirall.
Figura 1. Mirall còncau de l’exercici 1
Solució 1
a) Partim de l’equació del mirall de l’apartat 1.1.2 del mòdul 4:
1 1 1
+ =
d0 di f
On:
f és la distància focal del mirall,
d0 és la distància de l’objecte al mirall,
di és la distància del mirall a la imatge.
3

4. 06.509 · Física per a Multimedia · PAC3 · 2012-13 · Programa · Estudis d’Informàtica Multimèdia i Telecomunicació
El que es busca en l’apartat a) és el valor de di:
Objecte 1
1 1 1 1 1
= − = − = −1,333 m-1
𝑑𝑖 𝑓 𝑑0 0,5 0,3
Calculem l’invers de -1,333 i obtenim di = - 0,75 m
El signe negatiu indica que la imatge es formarà a l’esquerra del mirall, tal i
com es veu a la figura 2.
Figura 2
Objecte 2
1 1 1 1 1
= − = − = 0,571 m-1
𝑑𝑖 𝑓 𝑑0 0,5 0,7
Calculem l’invers de 0,517 i obtenim di = 1,75 m
El signe positiu indica que la imatge es formarà a la dreta del mirall, tal i com
es veu a la figura 3.
Figura 3
4

5. 06.509 · Física per a Multimedia · PAC3 · 2012-13 · Programa · Estudis d’Informàtica Multimèdia i Telecomunicació
b) L’augment lateral es defineix com el quocient entre l’altura de la imatge i
l’altura de l’objecte, i es designa mitjançant la lletra m. Podeu trobar
l’expressió corresponent a l’apartat 1.1.2 del mòdul 4:
ℎ𝑟 𝑑𝑟
𝑚= =−
ℎ0 𝑑0
On:
dr és la distància de la imatge reflectida al mirall = di
d0 = és la distància de l’objecte al mirall
Objecte 1
−0,75
𝑚=− = 2,5
0,3
Objecte 2
1,75
𝑚=− = −2,5
0,7
El signe menys del resultat és degut a que el mirall còncau inverteix la imatge.
Exercici 2
Volem fabricar una lent convergent de 4 diòptries. Amb quina distància focal
s’ha de construir?
Solució
A partir de l’equació de la potència de l’apartat 1.2.1:
1
P=
f
1 1
f= = = 0,25 m = 25 cm
P 4
Exercici 3
5

6. 06.509 · Física per a Multimedia · PAC3 · 2012-13 · Programa · Estudis d’Informàtica Multimèdia i Telecomunicació
Tenim una càmera fotogràfica preparada per fer una fotografia amb una
obertura i un temps d’exposició determinats. Si reduïm a la meitat la llum que
entra pel diafragma, què haurem de fer per mantenir la quantitat de llum que
arriba al sensor?
Justifiqueu la resposta.
Solució
Per compensar la reducció del diafragma i que entri la mateixa quantitat de
llum, s’ha d’augmentar el doble el temps d’exposició, tal com s’explica a
l’apartat 2.3. del mòdul 4.
Exercici 4
Calculeu la càrrega elèctrica i la massa del catió liti (Li+).
Informació necessària: http://www.chemicalelements.com/elements/li.html
Solució
Atès que és un catió de Li+, li faltarà un electró i, per tant, la seva càrrega
neta serà positiva i de valor 1,602·10-19 C (la càrrega d’un protó).
La massa és la suma de les masses dels electrons, protons i neutrons. A
partir de la referència de l’enunciat deduïm que el Li+ està compost per:
3 protons, 3 electrons, 4 neutrons.
Un protó té una massa de 1,672·10-27 kg, un electró té una massa de
9,109·10-31 kg i un neutró té una massa de 1,675·10-27 kg.
𝑀𝑎𝑠𝑠𝑎_𝐿𝑖 + = 3 ∗ 1,672 · 10−27 + 3 ∗ 9,109 · 10−31 + 4 ∗ 1,675 · 10−27 = 1,172 ·
10−26 kg
Com a comentari, fixeu-vos que la massa dels electrons pràcticament no
contribueix a la massa total de l’àtom.
La informació sobre el catió de Li+ l’obtenim de la web:
http://www.chemicalelements.com/elements/li.html
Exercici 5
6

7. 06.509 · Física per a Multimedia · PAC3 · 2012-13 · Programa · Estudis d’Informàtica Multimèdia i Telecomunicació
Tenim un circuit elèctric format per una pila i per una bombeta que té una
resistència de 3 Ω.
a) Quin voltatge ha de tenir la pila si volem que pel circuit circuli una intensitat
de 4 mA?
b) Si connectem directament els dos borns de la pila sense connectar-hi cap
resistència entre ells, què succeirà?
Solució
a) Segons la llei d’ohm de l’aparta 1.6 del mòdul 5, el voltatge de la pila serà:
𝑉 = 𝐼𝑅
𝑉 = 0,004 ∗ 3 = 0,012 𝑉 = 12 𝑚𝑉
On hem passat el valor del voltatge a unitats del sistema internacional.
b) Si es treu la resistència del circuit, es produirà un curtcircuit que esgotarà la
bateria de la pila. (apartat 1.2.1 del mòdul 6)
Exercici 6
A què són degudes les aurores boreals?
Solució
El camp magnètic terrestre fa una atracció sobre diferent partícules
carregades, com protons, electrons, partícules alfa, etc, que provenen del Sol.
Quan aquests protons entren a l’atmosfera terrestre, es visualitzen com a
aurores boreals. Així doncs, les aurores boreals són degudes a la interacció
de les partícules que provenen del Sol amb el camp magnètic terrestre.
(explicació completa a la secció 2.2.2 del mòdul 5)
Exercici 7
Expliqueu, des d’un punt de vista electromagnètic, com s’escriu i com es
llegeix la informació en un disc dur.
Solució
La informació d’un disc dur s’escriu i es llegeix a través d’un capçal que conté
un solenoide. Per a escriure sobre un disc dur, es fa passar una intensitat de
corrent a través del solenoide. Aquest genera un camp magnètic i orienta els
imants del material magnètic en el qual es vol emmagatzemar la informació.
Un cop orientat el material magnètic ja tenim enregistrada la informació.
7

8. 06.509 · Física per a Multimedia · PAC3 · 2012-13 · Programa · Estudis d’Informàtica Multimèdia i Telecomunicació
Per llegir la informació, s’apropa el capçal cap al material magnètic que té els
dominis orientats. Llavors, els canvis en l’orientació del camp magnètic dels
dominis creen, per inducció electromagnètica, un corrent elèctric sobre el
solenoide i es llegeix la informació. (explicació detallada als apartats 2.2.5 i
2.3.2 del mòdul 5).
Exercici 8
Quin tipus d’ones electromagnètiques s’utilitzen en les transmissions Wi-Fi?
Per què s’utilitzen aquest tipus d’ones? Per què no es veuen aquestes ones?
Solució
El Wi-Fi (Wireless Fidelity) és una tecnologia de transmissió sense fils que
utilitza ones electromagnètiques en la banda de l’espectre corresponent a la
ràdio. (Podeu trobar una explicació més detallada sobre l’espectre
electromagnètic a l’apartat 2.4.2. del mòdul 5).
S’utilitzen les ones de ràdio perquè a distàncies curtes permeten una bona
recepció.
No es veuen perquè les ones de ràdio no estan dins la regió de l’espectre de
la llum visible, l’única que pot detectar i interpretar l’ull humà.
Exercici 9
Per què la informació a la memòria RAM només es pot emmagatzemar quan
hi ha corrent elèctric, a diferència del que passa, per exemple, en un disc dur?
Solució
La memòria RAM només emmagatzema quan hi ha corrent perquè utilitza
condensadors per a emmagatzemar la informació i els condensadors
necessiten estar connectats a una diferència de potencial elèctric per tal de no
descarregar-se. (apartat 2.2 del mòdul 6).
Exercici 10
Per quins components electrònics està formada una font d’alimentació d’un
dispositiu portàtil? Expliqueu la funcionalitat de cada component electrònic.
Solució
8

9. 06.509 · Física per a Multimedia · PAC3 · 2012-13 · Programa · Estudis d’Informàtica Multimèdia i Telecomunicació
Una font d’alimentació està formada per un transformador, un díode i un
condensador:
Transformador (apartat 2.4 del mòdul 6)  transforma el corrent altern de 220
V que arriba a la font d’alimentació a un corrent altern d’uns 10 V.
Díodes (apartat 2.5 del mòdul 6)  rectifiquen el senyal altern que prové del
transformador, deixant passar només el corrent altern positiu, d’aquesta
manera, s’elimina el corrent altern negatiu.
Condensador (apartat 2.2. del mòdul 6)  filtra el voltatge en petits senyals
que poden fer que les descàrregues siguin tant petites que el corrent sigui
quasi continu . Això ha de ser així, perquè amb la font d’alimentació es vol
obtenir un voltatge continua a partir del voltatge altern de la xarxa. (apartat 2.5
del mòdul 6)
9

10. 06.509 · Física per a Multimedia · PAC3 · 2012-13 · Programa · Estudis d’Informàtica Multimèdia i Telecomunicació
Nota: Propietat intel·lectual
Sovint és inevitable, en produir una obra multimèdia, fer ús de recursos
creats per terceres persones. És per tant comprensible fer-ho en el marc
d'una pràctica dels estudis del Grau Multimèdia, sempre i això es documenti
clarament i no suposi plagi en la pràctica.
Per tant, en presentar una pràctica que faci ús de recursos aliens, s'ha de
presentar juntament amb ella un document en què es detallin tots ells,
especificant el nom de cada recurs, el seu autor, el lloc on es va obtenir i el
seu estatus legal: si l'obra està protegida pel copyright o s'acull a alguna altra
llicència d'ús (Creative Commons, llicència GNU, GPL ...). L'estudiant haurà
d'assegurar-se que la llicència que sigui no impedeix específicament seu ús
en el marc de la pràctica. En cas de no trobar la informació corresponent
haurà d'assumir que l'obra està protegida pel copyright.
Hauran, a més, adjuntar els fitxers originals quan les obres utilitzades siguin
digitals, i el seu codi font si correspon.
Un altre punt a considerar és que qualsevol pràctica que faci ús de recursos
protegits pel copyright no podrà en cap cas publicar-se en Mosaic, la revista
del Graduat en Multimèdia a la UOC, a no ser que els propietaris dels drets
intel·lectuals donin la seva autorització explícita.
10