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la cuevadel empollón
FísicaPaís VascoPAU 2014Ordinaria

Física · País Vasco 2014

4 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Este examen tiene dos opciones. Debes contestar a una de ellas. No olvides incluir el código en cada una de las hojas de examen. Cada Opción consta de 2 problemas y 2 cuestiones. Cada problema tiene un valor de 3 puntos. Todos los apartados tienen igual valor. El resultado, correcto o incorrecto, de cada apartado no influirá en la valoración de los restantes. Cada cuestión se valora en un máximo de 2 puntos. Puede utilizarse una calculadora científica. 1. Cada cuestión debidamente justificada y razonada con la solución se valorará con un máximo de 2 puntos. En la puntuación de las cuestiones teóricas se tendrá en cuenta: • La definición precisa de la magnitud o propiedad física elegida. • La precisión en la exposición del tema y el rigor en la demostración si la hubiera. • La correcta formulación matemática. Siempre que venga acompañada de una explicación o justificación pertinente. 2. Cada problema con una respuesta correctamente planteada, justificada y con solución correcta se valorará con un máximo de 3 puntos. En los problemas donde haya que resolver apartados en los que la solución obtenida en el primero sea imprescindible para la resolución siguiente, se puntuará ésta independientemente del resultado del primero. Se valorará positivamente: • El correcto planteamiento y justificación del desarrollo de problemas y cuestiones. • La identificación y uso adecuado de las leyes de la Física. • La inclusión de pasos detallados, así como la utilización de dibujos y diagramas. • La exposición y aplicación correcta de conceptos básicos. • La utilización correcta de unidades. Se penalizará: • Los desarrollos y resoluciones puramente matemáticos, sin explicaciones o justificaciones desde el punto de vista de la Física. • La ausencia o utilización incorrecta de unidades, así como los resultados equivocados incoherentes.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
3 puntos
Un satélite artificial de 1200 kg1200\,\text{kg} se eleva hasta una distancia de 6500 km6500\,\text{km} del centro de la Tierra, y se le da un impulso mediante cohetes propulsores para que describa una órbita circular alrededor de la misma.
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N⋅m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N} \cdot \text{m}^2 / \text{kg}^2
  • RT=6,37⋅106 mR_T = 6{,}37 \cdot 10^6\,\text{m}
  • MT=5,97⋅1024 kgM_T = 5{,}97 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
Trayectoria circular de un satélite alrededor de la Tierra con puntos A y B marcados.
a
Determinar el trabajo mínimo necesario para llevar el satélite desde la superficie de la Tierra hasta dicha altura.1 pt
b
Una vez llegado a dicha altura, ¿qué velocidad deberán comunicarle los cohetes para que tenga lugar el movimiento circular?1 pt
c
En la figura adjunta podemos ver la trayectoria del satélite en su órbita circular. Dibujar los siguientes vectores en los puntos A y B: velocidad del satélite, aceleración del satélite y fuerza de gravedad ejercida sobre el satélite.1 pt

Ejercicio 2

2
3 puntos
La energía mínima necesaria para extraer un electrón del sodio es 2,3 eV2{,}3\,\text{eV}.
Datos
  • 1 eV=1,6⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • 1 nm=10−9 m1\,\text{nm} = 10^{-9}\,\text{m}
a
Explicar cuál de las siguientes radiaciones producirá efecto fotoeléctrico al iluminar una lámina de sodio:1 pt
a.1
luz roja de longitud de onda λ=680 nm\lambda = 680\,\text{nm}0,5 pts
a.2
luz ultravioleta de longitud de onda λ=360 nm\lambda = 360\,\text{nm}0,5 pts
b
Determinar la energía cinética máxima de los electrones emitidos en el apartado anterior.1 pt
c
¿Qué potencial de frenado será necesario para detener los fotoelectrones?1 pt

Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Lupa. Descripción. Esquema de la formación de imágenes. Aumento.

Ejercicio 4

4
2 puntos
Cuestiones
Fuerzas entre corrientes eléctricas. Caso de dos hilos rectos, paralelos e infinitos, que transportan corrientes paralelas o antiparalelas. Definición de amperio.

Ejercicio 1

1
3 puntos
Un muelle de masa despreciable y constante elástica K=5,05⋅103 N/mK = 5{,}05 \cdot 10^3\,\text{N/m}, tiene unido en su extremo un objeto de masa mm, y oscila con un movimiento armónico simple (M.A.S.) de frecuencia 8 Hz8\,\text{Hz} y amplitud 12 cm12\,\text{cm} sobre una superficie horizontal sin rozamiento. Sabemos que cuando se comenzó a contar el tiempo, el objeto se encontraba a 6 cm6\,\text{cm} de la posición de equilibrio.
a
Escribir la ecuación del movimiento y determinar la velocidad del objeto en el instante inicial.1 pt
b
Determinar la masa del objeto unido al muelle.1 pt
c
Determinar la energía cinética y la energía potencial elástica del sistema cuando el objeto está a 7 cm7\,\text{cm} de la posición de equilibrio.1 pt

Ejercicio 2

2
3 puntos
Una espira cuadrada de 6 cm6\,\text{cm} de lado está en el interior de un campo magnético uniforme (ver figura). Sabiendo que el valor del campo magnético BB (perpendicular al papel y dirigido hacia afuera) es de 0,8 T0{,}8\,\text{T}, determinar el valor de la f.e.m inducida e indicar el sentido de la corriente en la espira en los siguientes casos:
Espira cuadrada de 6 cm en un campo magnético uniforme B = 0,8 T.
a
el valor del campo magnético se duplica en 44 segundos.1 pt
b
el campo magnético cambia de sentido en 22 segundos.1 pt
c
la espira se mueve hacia la derecha con una velocidad de 2 cm/s2\,\text{cm/s} durante 1 s1\,\text{s}.1 pt

Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Fusión nuclear. Descripción y ejemplos. Bombas y posibles centrales nucleares. Pérdida de masa. Ecuación de Einstein para la energía desprendida.

Ejercicio 4

4
2 puntos
Cuestiones
Ley de Gravitación Universal de Newton. Intensidad de campo. Definición. Campo creado por una masa puntual (o esférica). Ejemplo: el campo gravitatorio terrestre.