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la cuevadel empollón
FísicaMadridPAU 2015Ordinaria

Física · Madrid 2015

10 ejercicios90 min de duración

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2 puntos
Se quiere situar un satélite de masa, m=103kgm = 10^3\,\text{kg}, a una altura h=RTh = R_T, respecto de la superficie de la Tierra. Determine:
a)1 pts
La energía cinética mínima requerida para situar el satélite a la altura h=RTh = R_T.
b)1 pts
La energía cinética adicional requerida para que se mantenga en órbita circular a dicha altura.

Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2 puntos
En la superficie de un planeta esférico, de radio 2RT2R_T (RTR_T radio de la Tierra), la aceleración de la gravedad es idéntica a la que se mide en la superficie terrestre.
a)1 pts
Determine la masa del planeta en función de la masa de la Tierra.
b)1 pts
Compare las energías mínimas necesarias para situar un objeto a una altura h=RTh = R_T desde la superficie de la Tierra y desde la superficie de dicho planeta.

Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2 puntos
Una onda elástica transversal de amplitud 3cm3\,\text{cm} se propaga en la dirección X, sentido negativo, a una velocidad de 5cm s15\,\text{cm s}^{-1}. La velocidad máxima de vibración es de 6,28cm s16{,}28\,\text{cm s}^{-1} y se sabe que, en el origen y en el instante t=0t = 0, la elongación es positiva y máxima. Determine:
a)1 pts
La expresión de la función de onda.
b)1 pts
El tiempo mínimo requerido para que en el origen se vuelva a alcanzar la elongación positiva máxima.

Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2 puntos
Un muelle de constante elástica kk, masa despreciable y longitud en reposo 0=15cm\ell_0 = 15\,\text{cm}, que está fijado a un techo por uno de sus extremos, sufre un estiramiento de y0=2cmy_0 = 2\,\text{cm} al alcanzar la posición de equilibrio cuando de él se cuelga una masa de 0,5kg0{,}5\,\text{kg}. Posteriormente se estira el muelle hasta que su longitud es de 20cm20\,\text{cm}, se suelta y se deja oscilar el sistema libremente. Determine:
a)1 pts
La constante elástica, kk, del muelle y la frecuencia angular natural de oscilación, ω\omega, del sistema masa-muelle.
b)1 pts
La ecuación del movimiento que describe la masa y la mínima longitud que llega a tener el muelle a lo largo del movimiento.

Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
Considere un hilo rectilíneo muy largo dirigido a lo largo del eje Y, por el que circula una intensidad de corriente I=3AI = 3\,\text{A}. A una distancia d=1md = 1\,\text{m} del hilo, una carga q=5μCq = 5\,\mu\text{C} se mueve inicialmente a la velocidad v=20jm s1\vec{v} = 20\vec{j}\,\text{m s}^{-1}, tal y como se indica en la figura. Determine:
Diagrama de un hilo infinito en el eje Y con corriente I, y una carga q a distancia d en el eje X con velocidad v en dirección j.
Diagrama de un hilo infinito en el eje Y con corriente I, y una carga q a distancia d en el eje X con velocidad v en dirección j.
a)1 pts
El valor del campo magnético B\vec{B} en el punto en el que se encuentra inicialmente la carga qq y la fuerza que ésta experimenta.
b)1 pts
La carga que habría que situar en (d2,0,0)(\frac{d}{2}, 0, 0) para compensar la fuerza magnética que ejerce el hilo sobre qq en el mismo instante inicial.

Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Dado un plano, que puede considerarse infinito, cargado con una densidad superficial de carga σ=1μC cm2\sigma = 1\,\mu\text{C cm}^{-2}. Determine:
a)1 pts
El campo eléctrico E\vec{E} a uno y otro lado del plano, a una distancia d=5cmd = 5\,\text{cm} del mismo.
b)1 pts
El trabajo requerido para llevar una carga q=5μCq = 5\,\mu\text{C} desde un punto que dista 5cm5\,\text{cm} del plano a otro que está a una distancia de 15cm15\,\text{cm} del plano, en el mismo semiespacio.

Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
Considere un espejo esférico cóncavo. Determine, realizando un diagrama de rayos, el tamaño y naturaleza de la imagen si se sitúa el objeto:
a)1 pts
Entre el espejo y el foco.
b)1 pts
A más distancia del espejo que el centro de curvatura.

Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
Un rayo de luz pasa de un medio de índice de refracción n1n_1 a otro de índice de refracción n2n_2. Determine:
a)1 pts
La relación entre n1n_1 y n2n_2 para que el ángulo de refracción sea menor que el de incidencia.
b)1 pts
La relación entre n1n_1 y n2n_2 para que pueda darse reflexión total.

Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
a)1 pts
Determine la velocidad de un electrón para que su longitud de onda asociada sea la misma que la de un fotón de 1,3eV1{,}3\,\text{eV}.
b)1 pts
¿Cuál es la longitud de onda de dicho electrón?

Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
Sobre un metal, cuyo trabajo de extracción es de 1,6eV1{,}6\,\text{eV}, incide un rayo láser de 30mW30\,\text{mW} de potencia cuyos fotones tienen una longitud de onda de 633nm633\,\text{nm}. Determine:
a)1 pts
La energía de los fotones incidentes y la energía cinética máxima de los electrones emitidos en eV.
b)1 pts
El número de fotones que, por segundo, incide sobre la muestra metálica.