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la cuevadel empollón
FísicaCanariasPAU 2012Extraordinaria

Física · Canarias 2012

12 ejercicios

Instrucciones

De las dos opciones propuestas, sólo hay que desarrollar una opción completa. Cada problema correcto vale tres puntos. Cada cuestión correcta vale un punto.

Ejercicio 1 · A · Cuestiones

1Opción A
1 punto
Cuestiones
La luz solar tarda 8,318{,}31 minutos en llegar a la Tierra y 6,016{,}01 minutos en llegar a Venus. Determine el periodo orbital de Venus en torno al Sol, suponiendo que las órbitas descritas por ambos planetas son circulares y teniendo en cuenta que el periodo orbital de la Tierra respecto del Sol es de 365,25365{,}25 días.
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Ejercicio 1 · A · Problemas

1Opción A
3 puntos
Problemas
Un protón y una partícula alfa, previamente acelerados desde el reposo mediante diferencias de potencial distintas, entran en una región del espacio donde existe un campo magnético uniforme B=2 TB = 2\,\text{T}, que es perpendicular a las velocidades con las que llegan dichas partículas. Se observa que ambas partículas describen trayectorias circulares con el mismo radio. Sabiendo que la velocidad con la que entra el protón en el campo magnético es vp=107 m/sv_p = 10^7\,\text{m/s}, calcule:
Datos
  • qp=1,602⋅10−19 Cq_p = 1{,}602 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • mp=1,672⋅10−27 kgm_p = 1{,}672 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • mα=6,646⋅10−27 kgm_{\alpha} = 6{,}646 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
a
El radio de la trayectoria.1 pt
b
El cociente entre las velocidades de las dos partículas (vα/vp)(v_{\alpha} / v_p).1 pt
c
La diferencia de potencial con la que se ha acelerado cada partícula.1 pt
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Ejercicio 1 · B · Cuestiones

1Opción B
1 punto
Cuestiones
Un electrón, inicialmente en reposo, se pone en movimiento mediante la aplicación de un campo eléctrico uniforme. ¿Se desplazará hacia las regiones de mayor potencial electrostático o hacia las regiones de menor potencial electrostático? ¿Qué ocurrirá si consideramos un protón? Razone sus respuestas.
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Ejercicio 1 · B · Problemas

1Opción B
3 puntos
Problemas
La Estación Espacial Internacional (ISS) tiene una masa de 450450 toneladas. Si se pusiera en órbita a 400 km400\,\text{km} sobre el ecuador de la Tierra, calcule:
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • MT=6⋅1024 kgM_T = 6 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RT=6378 kmR_T = 6378\,\text{km}
a
La velocidad y la aceleración orbital de la estación.1 pt
b
Las vueltas que da la estación alrededor de la Tierra, en 2424 horas.1 pt
c
La energía que sería necesaria para traspasar la estación desde la órbita de 400 km400\,\text{km} a una órbita geoestacionaria.1 pt
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Ejercicio 2 · A · Cuestiones

2Opción A
1 punto
Cuestiones
Considere una región del espacio donde está definido un campo electrostático E⃗\vec{E}, tal que el potencial en el punto A es mayor que el potencial en el punto B (VA>VBV_A > V_B). Si se colocase una carga puntual qq en dichos puntos, ¿Qué energía potencial, UAU_A o UBU_B, sería mayor? Razone sus respuestas en función del signo de la carga.
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Ejercicio 2 · A · Problemas

2Opción A
3 puntos
Problemas
El trabajo de extracción del platino es 1,01⋅10−18 J1{,}01 \cdot 10^{-18}\,\text{J}. En el platino, el efecto fotoeléctrico se produce cuando la luz incidente tiene una longitud de onda menor que 198 nm198\,\text{nm}. Calcule:
Datos
  • c=2,98⋅108 m/sc = 2{,}98 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • me=9,11⋅10−31 kgm_e = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • 1 nm=10−9 m1\,\text{nm} = 10^{-9}\,\text{m}
a
La frecuencia umbral o frecuencia de corte de un electrodo de platino.1 pt
b
La energía cinética máxima de los electrones emitidos por un electrodo de platino, en el caso de iluminar con luz de 150 nm150\,\text{nm}.1 pt
c
La longitud de onda de De Broglie asociada con los electrones del apartado anterior.1 pt
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Ejercicio 2 · B · Cuestiones

2Opción B
1 punto
Cuestiones
Enuncie la ley de Faraday-Lenz. Considere ahora una espira plana circular, colocada perpendicularmente y enfrente del polo norte de un imán:
a
Si el imán se está aproximando ¿aumenta o disminuye el flujo magnético a través de la espira? Justifique brevemente su respuesta.
b
Dibuje la espira, e indique el sentido de la corriente inducida, según que el imán se esté aproximando o alejando a la misma.
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Ejercicio 2 · B · Problemas

2Opción B
3 puntos
Problemas
Una onda transversal sinusoidal se propaga por una cuerda en el sentido positivo del eje X, con una velocidad de 20 m/s20\,\text{m/s}, una frecuencia de 10 Hz10\,\text{Hz}, una amplitud de 5 cm5\,\text{cm} y una fase inicial nula. Calcule:
a
La ecuación de la onda.1 pt
b
La velocidad con la que vibra en el instante t=0,15 st = 0{,}15\,\text{s}, un punto de la cuerda de abscisa x=20 cmx = 20\,\text{cm}.1 pt
c
La distancia entre dos puntos cuya diferencia de fase en un determinado instante es π/6 rad\pi/6\,\text{rad}.1 pt
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
1 punto
Cuestiones
Considere una partícula de 20 g20\,\text{g} de masa que realiza un movimiento armónico simple de amplitud 0,1 m0{,}1\,\text{m} y frecuencia angular 2 rad/s2\,\text{rad/s}. En el instante inicial (t=0 st = 0\,\text{s}) se encuentra en la posición x=0 mx = 0\,\text{m}. ¿Cuál es la energía total de la partícula? Calcule también su energía cinética y su energía potencial:
a
en función de la posición
b
en función del tiempo
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
1 punto
Cuestiones
Cuando se habla del ojo humano como instrumento óptico, son especialmente relevantes el punto próximo y el punto remoto. Defina ambos puntos e indique brevemente su relación con la miopía y la hipermetropía.
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
1 punto
Cuestiones
Un núcleo radiactivo puede emitir radiación α\alpha, β\beta o γ\gamma.
a
Comente brevemente la naturaleza de las mismas.
b
¿Qué puede decir de su poder de penetración?
c
Valiéndose de un esquema sencillo, indique la desviación de cada tipo de radiación al atravesar un campo magnético uniforme.
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
1 punto
Cuestiones
Defina la energía de enlace por nucleón. Calcule la energía de enlace por nucleón del Mn-55, esto es, de los núcleos de manganeso de número másico 55, sabiendo que el número atómico del manganeso es 25 y su masa atómica 54,938 u54{,}938\,\text{u}.
Datos
  • mp=1,0073 um_p = 1{,}0073\,\text{u}
  • mn=1,0087 um_n = 1{,}0087\,\text{u}
  • 1 u=931 MeV1\,\text{u} = 931\,\text{MeV}
  • 1 u=1,66⋅10−27 kg1\,\text{u} = 1{,}66 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • 1 eV=1,6⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
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