Electricidad y Electrónica

17.3
Supongamos que Q es verdadera; entonces
la compuerta inferior tiene activa una en-
trada. Por consiguiente, su salida es falsa.
Si no se alimenta R, la compuerta superior
confirma su valor verdadero de salida. Lo
mismo ocurre con la suposición opuesta.
Pero cuando entra una señal por R, la salida
de la compuerta superior cae a cero, lo que
hace  que  se  active  la  salida  de  la  com-
puerta inferior. Los
comandos  Set  y
Reset  actúan,  en
este caso, como di-
rectos, y no con in-
versión.
17.4
El disco de la derecha responde al código
Gray, porque no hay ningún radio que toque
a la vez dos extremos de segmento angular.
17.5
En  tal  caso,  enciende  el  signo  del  dígito
siete.
C
APÍTULO
18
18.1
De acuerdo con la fórmula dada en el capí-
tulo, la fuerza vale 8,85 N, casi un kilogramo.
18.2
La fuerza hallada, repartida en un área de
0,0001 m
2
, representa una presión de 88.500
pascales, ó 0,0885 megapascales. La rela-
ción entre ese valor y el módulo de elastici-
dad, es del cuatro y medio por ciento. Por
otra parte, quinientas veces una décima de
milímetro  son  50  mm  de  elastómero,  y  el
cuatro y medio por ciento de esa cantidad,
es 2,2 mm; esa distancia es la que se acorta
el actuador o músculo.
18.3
Donde hay poca iluminación conviene usar
un material que produzca luz, y no que cam-
bie su transparencia; por eso es preferible
una pantalla de led, o de oled. Una lcd sólo
verá  sólo  si  está  provista  de  iluminación
posterior, como la tienen casi todas las pan-
tallas de computadora basadas en esa tec-
nología.
18.4
Se puede hallar esa clase de material en la
espalda de los relojes pulsera, donde cum-
ple la función de transductor de sonido para
la alarma del reloj; también en encendedo-
res de chispa de los que no usan rueda ni
piedra, y que generan electricidad cuando
reciben un golpe.
C
APÍTULO
19
19.1
De acuerdo con la fórmula que cuantifica el
efecto Casimir, que figura en el capítulo 19
y se reproduce abajo, esa fuerza vale cerca
de  1,3
10
–15
N.  Es  un  valor  muy  pequeño,
que corresponde a una presión de 1,3
10
–15
pascales, ó 1,3
10
–20
atmósferas.
19.2
-
Si despejamos la constante k de la fórmula,
resulta:
Los datos son: U = 100 V; A = 1000 

2
(que
resultan  de  multiplicar  el  largo  de  la  len-
güeta,  por  su  ancho);  tenemos  entonces,
que la constante elástica vale aproximada-
mente k = 37,35 N/m.
Aunque el enunciado no lo pide, deducimos,
a partir de la separación, o carrera, de la
lengüeta,  de  dos  micrones,  que  la  fuerza
que hace ese relé vale unos 75 millonési-
mas de newton; menos de ocho miligramos.
(Es el producto de la constante elástica, por
la carrera.) Por otra parte, el peso de la len-
güeta,  si  fuera  de  bronce  de  densidad  8
veces la del agua; esto es, 8.000 km/m
3
, sería
de apenas 0,16 nanogramos. La fuerza que
hace el relé, que parecía muy pequeña, es
millones de veces mayor que el peso de su
parte móvil. El peso no cuenta en la pequeña
escala.
2 6 3
R e s p u e s t a s
A
480 d
4
F
c
= hc 
2
3
U =
2 k d
3e
0
A
d 
27 U
2
8
k =
d
3
e
0
A
Respuestas:Maquetación 1  06/10/2010  03:54 a.m.  Página 263

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19.3
Tenemos en cuenta que el módulo de elasti-
cidad,  conocido  también  como  módulo  de
Young, Y, se da en pascales (N/m
2
), o, lo que
es  lo  mismo,  en  kg/(m.s
2
).Sus  dimensiones
son, entonces M.L
–1
.T
–2
. La densidad, en cam-
bio, tiene dimensiones M.L
–3
, mientras que las
dimensiones de la velocidad son L.T
–1
.
v = y

r

L . T
– 1  
=   M

. L
–

. T
– 2

. M

. L
– 3

De lo que se deduce: 1 = –
 – 3; –1 = –2.
Y de ahí surge que 
 = ½, y que  = –½.
La fórmula de la velocidad del sonido en un
sólido resulta, entonces:
La deducción a partir de argumentos físicos
coincide  con  este  resultado,  no  hay  que
agregar una constante adimensional dife-
rente de la unidad.
19.4
Se  suele  criticar  a  la  nanotecnología,  lo
mismo que a la biotecnología, el empleo pe-
ligroso de técnicas de las que no se cono-
cen  con  certeza  sus  efectos  finales;  y
también el que se las aplique en beneficio
de grandes intereses mezquinos, y aun bé-
licos. Pero cualquier tecnología, desde la
primitiva siderurgia, que se podía emplear
tanto en la fabricación de arados, como en
la de cañones, tiene sus riesgos de producir
daños  al  medio  ambiente,  a  la  salud  y  al
bienestar humano; aparte de los usos béli-
cos que se le puedan dar, y de su empleo
deliberado para destruir o dañar con fines
egoístas. Como la nanotecnología surgió en
la última década del siglo XX, no hay toda-
vía,  a  comienzos  del  siglo  XXI,  leyes  ni
acuerdos internacionales que establezcan
claros límites éticos en su desarrollo; como
sí se discuten, en cambio, en relación con
la manipulación genética de plantas, anima-
les y seres humanos, algo más antigua. 
Todo lo que podemos recomendar a los es-
tudiantes, tecnólogos y científicos en for-
mación,  es  que  tengan  presentes,  como
siempre, el riesgo de manipular fuerzas de
alcance desconocido, y el de generar injus-
tas diferencias de acceso a las ventajas de
las técnicas, por parte de sectores ricos y
pobres de la sociedad.
C
APÍTULO
20
20.1
La razón por la que abundan los reclamos
por las torres, quizá sea su falta de estética,
o que se instalan sin el consentimiento del
vecindario; y en muchos casos, porque se
ignore el efecto que producen las ondas de
telefonía en el organismo, en comparación
con las de otros artefactos de uso diario. En
cambio, pocos se quejan de los celulares,
por la libertad individual que hay para usar-
los, o para prescindir de ellos.
20.2
Algunos  municipios  aceptan  ese  argu-
mento, y prohíben que se instalen ciertas
antenas en edificios que hayan declarado
su valor patrimonial. De todos modos, es di-
fícil juzgar la validez de reclamos basados
en la disminución subjetiva del valor de una
propiedad. En la misma línea de argumen-
tación, alguien podría oponerse a que in-
grese  como  inquilino  una  persona,  en
función de su nacionalidad, etnia o aspecto
físico, con el argumento de que su presen-
cia en el edificio disminuiría el valor de la
propiedad frente a posibles compradores
con prejuicios; y tal reclamo sería inacep-
table.  Todo  lo  que  se  puede  recomendar,
desde este libro, es estudiar y difundir las
implicaciones técnicas de las instalaciones,
para que las decisiones que se tomen estén
bien fundadas.
20.3
Si aceptamos, de acuerdo con las regulacio-
nes, una densidad de potencia máxima de
1 mW/cm
2
, y suponemos que la antena irra-
dia  uniformemente  en  todas  direcciones
3
debemos repartir los 25 kW, equivalentes a
25.000 W, y a 25 millones de milwatt,  en una
superficie 25 millones de centímetros cua-
drados. El área de una esfera vale 4
.R
2
; re-
sulta entonces R = (1/2) 
 (25  10
6 
cm
2
/
),
E l e c t r i c i d a d   y   e l e c t r ó n i c a
264
v =
Y
r
3
Las antenas de radio se diseñan para transmitir más intensamente en la dirección horizontal; y en algunos casos,
más en una dirección geográfica que en otra, según las zonas a las que se quiere llegar, que dependen de la densidad
de población, y de sus características. 
Respuestas:Maquetación 1  06/10/2010  03:54 a.m.  Página 264

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