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la cuevadel empollón
FísicaCantabriaPAU 2011Extraordinaria

Física · Cantabria 2011

5 ejercicios

Instrucciones

Datos
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • h=6,6⋅10−34 J sh = 6{,}6 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • G=6,67⋅10−11 N m2kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\text{kg}^{-2}
  • me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • μ0=4π⋅10−7 T m A−1\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{T m A}^{-1}
  • k=9⋅109 N m2C−2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\text{C}^{-2}
  • MT=6⋅1024 kgM_T = 6 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RT=6378 kmR_T = 6378\,\text{km}
Elegir una de las dos opciones. No deben resolverse cuestiones de opciones diferentes.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2 puntos
a
Explicar en qué consisten la hipermetropía y la miopía.1 pt
b
Explicar con qué tipo de lentes se corrigen estos defectos visuales.0,5 pts
c
¿Cuál de estos defectos es más incómodo para un relojero? ¿Y para un pastor?0,5 pts
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Ejercicio 2

2
2 puntos
La ecuación de una onda estacionaria en unidades del SI (Sistema Internacional) esy(x,t)=0,2sen⁡(2πx12)cos⁡(2πt3)y(x, t) = 0{,}2 \sen \left(\frac{2 \pi x}{12}\right) \cos \left(\frac{2 \pi t}{3}\right)
a
Hallar la amplitud de las dos ondas que se superponen.0,5 pts
b
Hallar la longitud de onda y el periodo de las ondas que se superponen.0,5 pts
c
Hallar la distancia entre dos nodos consecutivos.0,5 pts
d
Hallar la velocidad transversal máxima del punto situado en x=3 mx = 3\,\text{m}.0,5 pts
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Ejercicio 3

3
2 puntos
La estación espacial internacional tiene una masa de 4,2⋅105 kg4{,}2 \cdot 10^5\,\text{kg} y describe una órbita circular a 400 km400\,\text{km} de altura sobre la superficie terrestre.
a
Calcular la fuerza gravitatoria de la Tierra sobre la estación espacial.0,5 pts
b
¿Ejerce la estación espacial alguna fuerza sobre la Tierra?0,5 pts
c
Calcular la velocidad de la estación.0,5 pts
d
Calcular el periodo de su movimiento.0,5 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
a
Explicar en qué condiciones una partícula situada dentro de un campo magnético no sufre una fuerza magnética sobre ella.1 pt
b
Una corriente eléctrica de 3 A3\,\text{A} circula por un cable muy largo que coincide con el eje XX. ¿Cuál es la dirección del campo magnético que crea en cualquier punto del eje YY?0,5 pts
c
¿Cuál es el valor del campo magnético en un punto del eje YY a 2 m2\,\text{m} del origen?0,5 pts
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Una muestra contiene 102010^{20} átomos de una sustancia cuyo periodo de semidesintegración es de 1010 años.
a
Hallar su actividad al cabo de 2020 años.1 pt
b
Hallar el número de átomos que se han desintegrado a lo largo de esos 2020 años.1 pt
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Ejercicio 1

1
2 puntos
Un rayo de luz incide perpendicularmente sobre una de las caras de un prisma con forma de triángulo equilátero y rodeado de aire, a una distancia de 1 cm1\,\text{cm} de un vértice, como indica la figura.
Datos
  • índice de refracción del prisma = 1,81{,}8
  • índice de refracción del aire = 11
Prisma triangular equilátero de lado 6 cm con un rayo de luz incidiendo a 1 cm del vértice.
a
Calcular y dibujar la trayectoria del rayo en el interior del prisma y en el aire.1 pt
b
¿Cuál es el punto por el que el rayo abandona el prisma?0,5 pts
c
Calcular el tiempo que viaja la luz por el interior del prisma.0,5 pts
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Una partícula de masa 10 g10\,\text{g} describe un movimiento armónico simple sobre el eje XX. El centro de oscilación se halla en el origen de coordenadas, la amplitud es 2 m2\,\text{m} y el periodo 2 s2\,\text{s}. La posición en el instante inicial es (x=2 m,y=0 m)(x = 2\,\text{m}, y = 0\,\text{m}).
a
Hallar la ecuación del movimiento (posición de la partícula en función del tiempo).0,5 pts
b
Hallar la máxima energía cinética de la partícula.0,5 pts
c
Determinar en qué instantes alcanza la partícula esta energía cinética máxima.0,5 pts
d
Hallar la distancia de la partícula al punto (x=0 m,y=2 m)(x = 0\,\text{m}, y = 2\,\text{m}) en función del tiempo.0,5 pts
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Ejercicio 3

3
1,5 puntos
Un planeta tiene un diámetro de 5000 km5000\,\text{km} y la aceleración de la gravedad sobre su superficie tiene un valor de 8,69 m/s28{,}69\,\text{m/s}^2.
a
Hallar la masa del planeta.0,5 pts
b
Deducir la velocidad de escape desde la superficie del planeta a partir del principio de conservación de la energía y calcular su valor.0,5 pts
c
Hallar el valor del campo gravitatorio a una altura de 5000 km5000\,\text{km} sobre la superficie.0,5 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Una espira circular se conecta a un amperímetro.
a
¿Se induce una corriente eléctrica al acercar un imán a la espira?0,5 pts
b
¿Y al alejarlo?0,5 pts
c
¿Influye la velocidad a la que se mueve el imán en la intensidad que marca el amperímetro?0,5 pts
d
Y si se mueve la espira pero permanece fijo el imán, ¿se inducirá una corriente en la espira? Razonar las respuestas.0,5 pts
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Se ilumina una lámina de platino con luz cuya frecuencia es el doble de la frecuencia umbral para producir efecto fotoeléctrico.
Datos
  • la energía mínima necesaria para arrancar un electrón del platino es 1,016⋅10−18 J1{,}016 \cdot 10^{-18}\,\text{J}
a
Hallar la energía cinética máxima y la velocidad máxima de los electrones emitidos.1 pt
b
Calcular la longitud de onda asociada a un electrón emitido con la máxima velocidad.0,5 pts
c
Si inciden sobre la lámina 1010 fotones por segundo, ¿cuántos electrones por segundo se liberan como máximo?0,5 pts
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