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la cuevadel empollón
FísicaCantabriaPAU 2017Ordinaria

Física · Cantabria 2017

10 ejercicios

Datos generales del examen

  • c=3,0108m s1c = 3{,}0 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • mp+=1,71027kgm_{p^+} = 1{,}7 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • G=6,71011N m2kg2G = 6{,}7 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • me=9,11031kgm_{e^-} = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • k=9,0109N m2C2k = 9{,}0 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
  • qp+=1,61019Cq_{p^+} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • h=6,61034J sh = 6{,}6 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • qe=1,61019Cq_{e^-} = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • RT=6370kmR_T = 6370\,\text{km}
  • MT=5,971024kgM_T = 5{,}97 \cdot 10^{24}\,\text{kg}

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2 puntos
Un satélite de 500 kg realiza una órbita circular alrededor de la tierra a una altura de 230 km sobre la superficie terrestre. Determina:
a)1 pts
El periodo del satélite y su velocidad orbital.
b)0,5 pts
La energía potencial y mecánica del satélite en la órbita.
c)0,5 pts
Describe brevemente el concepto de “potencial gravitatorio”.

Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2 puntos
En dos de los vértices, A y B, de un triángulo equilátero de lado 20m20\,\text{m} se sitúan dos masas puntuales de 30kg30\,\text{kg} cada una.
a)0,75 pts
Dibujar y calcular el vector campo gravitatorio producido por cada una de estas dos masas y el total en el vértice libre C del triángulo.
b)0,5 pts
Calcular la fuerza sobre una masa puntual de 10kg10\,\text{kg}, situada en ese vértice libre.
c)0,75 pts
Hallar el potencial gravitatorio en dicho vértice libre C.

Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2 puntos
Un rayo de luz monocromática de longitud de onda 200 nm (1nm=109m1\,\text{nm} = 10^{-9}\,\text{m}) en un medio de índice 2,52{,}5 alcanza una superficie de separación (plana) con agua (índice 1,331{,}33) incidiendo con un ángulo de 3030^{\circ} respecto a la normal a dicha superficie.
a)1 pts
Dibujar un esquema, cualitativamente correcto del proceso descrito y calcular el ángulo de refracción que experimenta el rayo.
b)0,5 pts
Calcular la longitud de onda de la luz que atraviesa el agua, sabiendo que la frecuencia de la luz incidente y la frecuencia de la luz refractada son iguales.
c)0,5 pts
Explicar brevemente el concepto de ángulo límite y el funcionamiento de la fibra óptica.

Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2 puntos
Supongamos un sistema óptico consistente en una lente divergente delgada que tiene una distancia focal en valor absoluto de 8cm8\,\text{cm}. Determina la posición, tamaño y naturaleza de la imagen que se obtiene de un objeto de altura 2,5cm2{,}5\,\text{cm} que se sitúa a una distancia de 12cm12\,\text{cm} de la lente:
a)0,75 pts
Cualitativamente mediante trazado de rayos.
b)0,75 pts
Cuantitativamente mediante el uso de las fórmulas correspondientes.
c)0,5 pts
Demuestra razonadamente el tipo de imagen se obtiene con una lente divergente. ¿Qué problema de visión corrige?

Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
La función trabajo de un cierto metal es 6,01019J6{,}0 \cdot 10^{-19}\,\text{J}, calcula:
a)0,5 pts
La frecuencia umbral.
b)0,75 pts
Si se ilumina el metal con una luz incidente de 320 nm (1nm=109m1\,\text{nm} = 10^{-9}\,\text{m}) calcular la velocidad máxima de los electrones emitidos.
c)0,75 pts
Si la longitud de onda de luz incidente se reduce a la mitad, ¿cuál será la velocidad máxima de los electrones emitidos?

Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Una muestra de una sustancia radiactiva presenta una actividad inicial de 6,2107Bq6{,}2 \cdot 10^7\,\text{Bq} y de 1,6107Bq1{,}6 \cdot 10^7\,\text{Bq} cuando han transcurrido 12 días.
a)1 pts
Calcular la constante de desintegración y el periodo de semidesintegración de dicha sustancia.
b)1 pts
La actividad de una segunda muestra de la misma sustancia es de 2,8108Bq2{,}8 \cdot 10^8\,\text{Bq} cuando han transcurrido 20 días. Hallar cuántos núcleos radiactivos había inicialmente en esta segunda muestra.

Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
En una cuerda se genera una onda transversal que se traslada a 12m/s12\,\text{m/s} en el sentido negativo del eje x. El foco que origina la onda está situado en x=0x = 0, y vibra con una frecuencia de 12Hz12\,\text{Hz} y una amplitud de 4cm4\,\text{cm}. El foco se encuentra en la posición de amplitud nula en el instante inicial.
a)1 pts
Determinar la ecuación de la onda en unidades SI.
b)1 pts
Calcular la diferencia de fase de oscilación entre dos puntos de la cuerda separados 80cm80\,\text{cm}.

Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
En una cuerda se propaga una onda armónica transversal cuya ecuación (en unidades del SI) viene dada por la siguiente función: y(x,t)=20sen(π2t+π4x) y (x, t) = 20 \operatorname{sen} \left(- \frac {\pi}{2} t + \frac {\pi}{4} x\right)
a)1 pts
Determinar la frecuencia, la longitud de onda y la velocidad de propagación.
b)1 pts
Razonar el sentido de propagación de la onda y hallar la distancia a la que se encuentran, en un instante dado, dos puntos de esa cuerda que tienen una diferencia de fase entre ellos de π/2rad\pi/2\,\text{rad}.

Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
Dos cargas puntuales iguales de +2μC+2\,\mu\text{C} se encuentran en los puntos A(0,2)mA(0, 2)\,\text{m} y B(0,2)mB(0, -2)\,\text{m}. Calcula:
a)1 pts
El vector campo y el potencial electrostático en los puntos C(3,0)mC(-3, 0)\,\text{m} y D(0,1)mD(0, -1)\,\text{m}.
b)1 pts
Calcula el trabajo necesario para trasladar una carga de +3μC+3\,\mu\text{C} desde el infinito al punto C e interpreta el signo. ¿Y para trasladar esa carga entre D y C?

Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
Un campo magnético espacialmente uniforme y que varia con el tiempo según la expresión B(t)=2,4cos(4t)B(t) = 2{,}4 \cos(4t) (en unidades del S.I.) atraviesa perpendicularmente una espira cuadrada de lado 15cm15\,\text{cm}.
a)1 pts
Determinar el flujo magnético que atraviesa la espira en función del tiempo.
b)0,5 pts
Hallar la fuerza electromotriz máxima.
c)0,5 pts
Explicar brevemente el principio de inducción de Faraday.