El examen consta de una parte común (problemas P1 y P2), que debe hacer obligatoriamente, y de una parte optativa, de la cual debe elegir UNA de las opciones (A o B) y hacer los problemas P3, P4 y P5 correspondientes.
Cada problema vale 2 puntos.
Ejercicio 1
Ejercicio1
2 puntos
Part comuna
El satélite Terra de la NASA está diseñado para recoger datos sobre la superficie de la Tierra, los océanos y la atmósfera, con el objetivo de estudiar la interrelación entre estos medios y los sistemas biológicos existentes. El satélite sigue una órbita circumpolar (circular en el plano que pasa por los dos polos) a 760km de la superficie de la Tierra y tiene una masa de 4,86×103kg.
Datos
G=6,67×10−11N m2kg−2
MTierra=5,98×1024kg
RTierra=6,38×106m
a
¿Cuál es el periodo del movimiento del satélite en su órbita?1 pt
1 pt
b
Calcule la energía necesaria que debemos suministrar al satélite para enviarlo a su órbita, si es lanzado desde la superficie de la Tierra.1 pt
Hemos observado una muestra de un isótopo radiactivo. El gráfico muestra la evolución del número de átomos del isótopo durante 200 días.
a
Determine el periodo de semidesintegración del isótopo. ¿Cuántos átomos quedarán al cabo de tres periodos de semidesintegración?1 pt
1 pt
b
Sospechamos que se trata de polonio 210 (Z=84), un elemento emisor de radiación alfa. Escriba la reacción nuclear de la emisión alfa de este isótopo.1 pt
Muchos procesos vitales tienen lugar en las membranas celulares y dependen básicamente de la estructura eléctrica de estas. La figura siguiente muestra el esquema de una membrana biológica.
Datos
QNaX+=1,60×10−19C
a
Calcule el campo eléctrico, supuesto constante, en el interior de la membrana de la figura. Indique su módulo, dirección y sentido.1 pt
1 pt
b
Calcule la energía que se requiere para transportar el ion NaX+ de la cara negativa a la positiva.1 pt
Llevamos a cabo la experiencia siguiente: colgamos de un muelle fijado en un soporte por uno de sus extremos siete masas diferentes, y provocamos que estas masas hagan pequeñas oscilaciones y realicen un MVHS. Medimos con mucho cuidado el tiempo que tarda en hacer diez oscilaciones cada una de las masas y, a partir de aquí, obtenemos los periodos (T) del movimiento, cuyo cuadrado se representa en la gráfica.
a
Calcule la constante elástica del muelle y explique razonadamente si depende de la masa. Indique el periodo que mediríamos si provocáramos las oscilaciones con una masa de 32,0g.1 pt
1 pt
b
El MVHS que describe la masa de 100g que hemos colgado del muelle tiene una amplitud de 10,0cm. Calcule la elongación y la aceleración que tendrá la masa cuando hayan transcurrido 3,00s desde el momento en que la hemos dejado oscilar a partir del punto más bajo de la trayectoria.1 pt
Una espira rectangular se encuentra cerca de un hilo conductor rectilíneo infinito por el cual circula una intensidad de corriente I hacia abajo, tal como muestra la figura.
a
Si la intensidad de corriente I es constante, dibuje el campo magnético creado por el hilo conductor en la región donde se encuentra la espira. ¿Se trata de un campo magnético constante? Justifique la respuesta.1 pt
1 pt
b
Si el conductor y la espira no se mueven, pero la intensidad de corriente que circula por el conductor varía con el tiempo tal como indica el gráfico, explique razonadamente si se induce o no corriente en la espira en los intervalos de tiempo siguientes: de 0 a 20s, de 20 a 80s y de 80 a 120s. ¿En cuál de los tres intervalos de tiempo la corriente inducida es mayor? Justifique la respuesta.1 pt
En una región del espacio hay un campo eléctrico constante de módulo 500N C−1 dirigido hacia abajo. Vea la figura, en la que el eje z representa la vertical.
Datos
g=9,80m/s2
a
Calcule las diferencias de potencial siguientes: VA−VB,VB−VCy VA−VC.1 pt
1 pt
b
Colocamos una partícula cargada, de masa 2,00g, en el punto C y queremos que se mantenga en equilibrio. Calcule qué carga y qué signo debería tener esta partícula. ¿Estará en equilibrio en algún otro punto de esta región? Justifique las respuestas.1 pt
Una onda transversal avanza por una cuerda. El emisor que la produce vibra con una frecuencia de 25,0Hz. Considere que la onda avanza en el sentido positivo del eje x. El centro emisor está situado en el origen de coordenadas, y la elongación en el instante inicial es nula. Sabemos que la distancia entre dos puntos consecutivos que están en el mismo estado de vibración es 24,0cm y que la amplitud de la onda es 3,00cm. Calcule:
a
La velocidad de la onda, la frecuencia angular (pulsación), el número de onda y la ecuación de la onda.1 pt
1 pt
b
La velocidad de oscilación y la aceleración de un punto situado en x=6,00m en el instante t=3,00s.1 pt
Un ciclotrón que acelera protones tiene un campo magnético de 9,00×10−3T, perpendicular a la velocidad de los protones, que describen una trayectoria circular de 0,50m de radio. Calcule:
Datos
Qprot=1,60×10−19C
mprotoˊn=1,67×10−27kg
h=6,62×10−34J s
a
La frecuencia del movimiento circular de los protones en el ciclotrón.1 pt
1 pt
b
La energía cinética de los protones acelerados y la longitud de onda de De Broglie que tienen asociada.1 pt
