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la cuevadel empollón
FísicaCantabriaPAU 2020Ordinaria

Física · Cantabria 2020

10 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Datos
  • c=3,0⋅108 m s−1c = 3{,}0 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • mp+=1,7⋅10−27 kgm_{p^+} = 1{,}7 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • G=6,7⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}7 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • me−=9,1⋅10−31 kgm_{e^-} = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • k=9,0⋅109 N m2 C−2k = 9{,}0 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
  • qp+=1,6⋅10−19 Cq_{p^+} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • h=6,6⋅10−34 J sh = 6{,}6 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • qe−=−1,6⋅10−19 Cq_{e^-} = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
  • MT=5,97⋅1024 kgM_T = 5{,}97 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
El alumno debe realizar un total de cuatro ejercicios, sin poder elegir dos ejercicios de un mismo bloque. En caso de realizar dos ejercicios de un mismo bloque se corregirá de esos dos el que aparezca resuelto en primer lugar, sin tener en cuenta el que aparezca a continuación. Los dispositivos que puedan conectarse a internet, o que puedan recibir o emitir información, deben estar apagados durante la celebración del examen.

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Bloque 1
Escribir la ecuación de onda de una onda armónica transversal que se propaga hacia la derecha, si tiene 6 cm6\,\text{cm} de amplitud, una velocidad de propagación de 40 m/s40\,\text{m/s} y una frecuencia 2 Hz2\,\text{Hz}, teniendo en cuenta que en el momento inicial la elongación en x=0x = 0 es 3 cm3\,\text{cm}.
a
Escribir la ecuación de onda.1 pt
b
Obtener la longitud de onda.0,5 pts
c
Distancia entre dos puntos con una diferencia de fase de π/2\pi/2 radianes.1 pt
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Bloque 1
El nivel de intensidad sonora a una distancia de 10 m10\,\text{m} de una fuente sonora puntual, es 70 dB70\,\text{dB}.
Datos
  • I0=10−12 W/m2I_0 = 10^{-12}\,\text{W/m}^2
a
La intensidad sonora en ese punto.0,5 pts
b
La potencia del sonido emitido por la fuente.1 pt
c
¿Cuánto deberíamos alejarnos para reducir a 35 dB35\,\text{dB} el nivel de intensidad?1 pt
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Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Bloque 2
Una lámina de caras planas y paralelas, de 4 cm4\,\text{cm} de espesor tiene un índice de refracción 1,51{,}5 se encuentra en el aire, de índice de refracción 1,01{,}0. Un rayo de luz monocromática de frecuencia 4⋅1014 Hz4 \cdot 10^{14}\,\text{Hz} incide desde el aire en la lámina con un ángulo de 30∘30^\circ. Determinar:
a
Las longitudes de onda del rayo en el aire y en el vidrio.1 pt
b
El ángulo de refracción en la lámina con un dibujo aclarativo.1 pt
c
La desviación espacial que sufre el rayo al salir de la lámina.0,5 pts
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Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Bloque 2
Una lente convergente delgada tiene una distancia focal de 30 cm30\,\text{cm} (en valor absoluto). Determina la posición, tamaño y naturaleza de la imagen que se obtiene de un objeto de altura 6 cm6\,\text{cm} que se sitúa 20 cm20\,\text{cm} a la izquierda de la lente.
a
Mediante trazado de rayos.1 pt
b
Cuantitativamente.1,5 pts
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Ejercicio 5

5
2,5 puntos
Bloque 3
Determinar para un satélite artificial de masa 200 kg200\,\text{kg} que rodea la Tierra en una órbita circular de periodo 8,40⋅103 s8{,}40 \cdot 10^3\,\text{s}.
a
El radio de la órbita, así como el valor de la velocidad orbital.1 pt
b
Las energías mecánica, cinética y potencial del satélite en esa órbita.1 pt
c
El trabajo que se requiere para poner el satélite en esa órbita.0,5 pts
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Ejercicio 6

6
2,5 puntos
Bloque 3
Dos masas de 10 kg10\,\text{kg} se hallan situadas en los puntos (5,0)(5, 0) y (0,5)(0, 5) respectivamente. Nota: todas las distancias expresadas en metros.
a
Calcula y representa la fuerza que experimenta una masa de 5 kg5\,\text{kg}, situada en el punto (0,0)(0, 0).1 pt
b
Calcula el trabajo necesario para llevar una masa de 5 kg5\,\text{kg} desde el punto (0,0)(0, 0) al punto (0,10)(0, 10).1,5 pts
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Ejercicio 7

7
2,5 puntos
Bloque 4
Dos cargas eléctricas puntuales de valor 2 μC2\,\mu\text{C} y −2 μC-2\,\mu\text{C} se encuentran situadas en el plano XY, en los puntos (−6,0)(-6, 0) y (6,0)(6, 0), respectivamente, estando todas las distancias expresadas en metros.
a
Calcular y representar gráficamente la intensidad de campo y la fuerza que experimenta una carga puntual de −1 μC-1\,\mu\text{C} en el punto (0,8)(0, 8).1,5 pts
b
Obtener el trabajo realizado por el campo sobre una carga −1 μC-1\,\mu\text{C} cuando se desplaza desde el punto (0,8)(0, 8) hasta el infinito.1 pt
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Ejercicio 8

8
2,5 puntos
Bloque 4
Una carga eléctrica puntual de valor 3 μC3\,\mu\text{C} se encuentra situada en el punto (0,0)(0, 0), estando todas las posiciones expresadas en metros.
a
Calcular y representar gráficamente la intensidad de campo en los puntos A(4,4)A(4, 4) y B(6,0)B(6, 0).1 pt
b
Obtener el potencial en los puntos A y B.1 pt
c
¿Cuál es el trabajo realizado por el campo sobre una carga 5 μC5\,\mu\text{C} cuando se desplaza desde el punto A hasta el punto B?0,5 pts
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Ejercicio 9

9
2,5 puntos
Bloque 5
Se ilumina un metal con una luz incidente de frecuencia 6,50⋅1014 Hz6{,}50 \cdot 10^{14}\,\text{Hz}, si la energía cinética máxima de salida es 14⋅10−20 J14 \cdot 10^{-20}\,\text{J}. Obtener:
a
El trabajo de extracción y la frecuencia umbral.1 pt
b
La velocidad máxima de salida de los electrones.1 pt
c
Potencial de frenado.0,5 pts
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Ejercicio 10

10
2,5 puntos
Bloque 5
De los 200 g200\,\text{g} iniciales de una muestra radiactiva al cabo de 3030 días, se han desintegrado el 40 %40\,\% de los núcleos. Determinar:
a
La constante de desintegración radiactiva y el período de semidesintegración de la muestra.1,5 pts
b
La masa que quedará de la sustancia radiactiva transcurridos 9090 días.1 pt
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