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la cuevadel empollón
FísicaAragónPAU 2016Ordinaria

Física · Aragón 2016

8 ejercicios

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2,5 puntos
a)1 pts
Explique el fenómeno de interferencia entre dos ondas. Por una cuerda tensa se propagan dos ondas armónicas y1(x,t)=+0,02sen(2πt+20πx)y_1(x, t) = +0{,}02 \cdot \sen(2\pi t + 20\pi x) e y2(x,t)=0,02sen(2πt20πx)y_2(x, t) = -0{,}02 \cdot \sen(2\pi t - 20\pi x) (expresadas en unidades S.I.). La interferencia de ambas produce una onda estacionaria.
b)1 pts
Determine la ecuación de la onda estacionaria resultante.
c)0,5 pts
Calcule la distancia entre dos nodos consecutivos.

Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
3 puntos
Un bloque de masa M=0,4kgM = 0{,}4\,\text{kg} desliza sobre una superficie horizontal sin rozamiento sujeto al extremo de un muelle horizontal de constante elástica k=10N/mk = 10\,\text{N/m}. Cuando pasa por la posición de equilibrio del sistema masa-muelle lleva una velocidad V0=1m/sV_0 = 1\,\text{m/s}.
a)1 pts
Escriba la ecuación de la elongación de un movimiento armónico simple y comente el significado físico de las magnitudes que aparecen en dicha ecuación.
b)1 pts
Calcule la frecuencia y la amplitud de las oscilaciones de M.
c)1 pts
Determine la posición del centro de M en función del tiempo, x(t)x(t), a partir del instante (t=0)(t = 0) en que pasa por la posición de equilibrio (x=0x = 0) moviéndose hacia la derecha. Represente gráficamente x(t)x(t) para dos periodos de oscilación.

Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2,5 puntos
El planeta Júpiter es aproximadamente esférico, de radio RJ=7,15107mR_{\mathrm{J}} = 7{,}15 \cdot 10^7\,\text{m}, y tiene una masa MJ=1,91027kgM_{\mathrm{J}} = 1{,}9 \cdot 10^{27}\,\text{kg}.
a)1 pts
Explique el concepto de campo gravitatorio. ¿Qué campo creará una partícula? ¿Y varias partículas?
b)0,5 pts
Calcule la aceleración de la gravedad en la superficie de Júpiter.
c)1 pts
¿A qué altura hh sobre la superficie de Júpiter se reduce el campo gravitatorio al 20%20\% del valor en la superficie?

Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
3 puntos
La nave Sputnik 1 fue el primer intento no fallido de poner en órbita un satélite artificial alrededor de la Tierra. Tenía una masa de 83,6kg83{,}6\,\text{kg} y describió una órbita alrededor de la Tierra, que supondremos circular, con un periodo de 96,296{,}2 minutos.
a)1 pts
Explique el concepto de energía potencial gravitatoria. ¿Qué energía potencial gravitatoria tiene una partícula de masa mm situada a una distancia rr de otra partícula de masa MM?
b)1 pts
La altura sobre la superficie de la Tierra a la que se encontraba el Sputnik 1.
c)1 pts
Su energía mecánica total (energía cinética más potencial).

Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2,5 puntos
Dos conductores rectilíneos, verticales y paralelos, A a la izquierda y B a la derecha, distan entre sí 20cm20\,\text{cm}. Por A circula una corriente IA=10AI_{\text{A}} = 10\,\text{A} hacia arriba. El campo magnético en un punto situado a 8cm8\,\text{cm} a la izquierda de A es nulo.
a)1 pts
Calcule la intensidad de corriente que circula por B. ¿En qué sentido circula?
b)0,5 pts
Explique con ayuda de un esquema si hay algún punto entre los dos conductores donde el campo magnético sea nulo.
c)1 pts
Calcule la fuerza por unidad de longitud que un conductor A ejerce sobre el B. Indique su dirección y sentido.

Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Sobre el eje xx se sitúa una carga Q1=4μCQ_1 = 4\,\mu\text{C}. A una distancia d1=12cmd_1 = 12\,\text{cm} a la derecha de Q1Q_1 colocamos una segunda carga Q2Q_2, y a distancia d2=8cmd_2 = 8\,\text{cm} a la derecha de Q2Q_2 se sitúa una tercera carga q=3μCq = 3\,\mu\text{C}. La fuerza total que actúa sobre la carga qq es F=150NF = 150\,\text{N} en la dirección positiva del eje xx.
Esquema de tres cargas puntuales Q1, Q2 y q alineadas en el eje x con distancias d1 y d2, mostrando el vector fuerza F sobre q.
Esquema de tres cargas puntuales Q1, Q2 y q alineadas en el eje x con distancias d1 y d2, mostrando el vector fuerza F sobre q.
a)1 pts
Escriba y comente la Ley de Coulomb.
b)1 pts
Determine el valor (con su signo) de la carga Q2Q_2.

Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2,5 puntos
El método de datación radiactiva 14C^{14}\text{C}, se emplea para determinar la edad de materiales arqueológicos de origen orgánico. Se basa en el hecho de que el carbono 14C^{14}\text{C} presente en los seres vivos tiene un periodo de semidesintegración de 55705570 años.
a)1 pts
Enuncie y explique la Ley de desintegración exponencial radiactiva.
b)0,5 pts
Calcule la constante de desintegración del 14C^{14}\text{C} y su vida media.
c)1 pts
Un fragmento de madera encontrado en un yacimiento arqueológico presenta un contenido de 14C^{14}\text{C} que es el 57%57\% del que poseen las maderas de la zona en la actualidad. Determine la antigüedad del fragmento.

Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
Disponemos de una lente cuya distancia focal imagen es f=20cmf' = -20\,\text{cm}.
a)0,5 pts
Calcule la potencia de la lente.
b)1 pts
Determine la posición y tamaño de la imagen de un objeto de 5cm5\,\text{cm} de altura cuando se coloca a 30cm30\,\text{cm} de la lente.
c)0,5 pts
Compruebe gráficamente sus resultados mediante un trazado de rayos.