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la cuevadel empollón
FísicaComunidad ValencianaPAU 2024Ordinaria

Física · Comunidad Valenciana 2024

12 ejercicios

Instrucciones

BAREMO DEL EXAMEN: La puntuación máxima de cada problema es de 2 puntos y la de cada cuestión de 1,5 puntos. Se permite el uso de calculadoras siempre que no sean gráficas o programables y que no puedan realizar cálculo simbólico ni almacenar datos o fórmulas en memoria. Los resultados deberán estar siempre debidamente justificados. Realiza primero el cálculo simbólico y después obtén el resultado numérico. TACHA CLARAMENTE todo aquello que no deba ser evaluado.

Ejercicio 1 · Opción CUESTIONES

1Opción CUESTIONES
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Define velocidad de escape de un planeta y deduce su expresión, ¿cuánto cambia dicha velocidad si se duplica la masa del cuerpo que escapa? Justifica la respuesta.
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Ejercicio 1 · Opción PROBLEMAS

1Opción PROBLEMAS
2 puntos
Problemas

Elija y conteste exclusivamente 2 problemas.

Dos cargas puntuales, q1=4 μCq_1 = 4\,\mu\text{C} y q2=−2 μCq_2 = -2\,\mu\text{C}, se encuentran ubicadas en las coordenadas (0,0) m(0,0)\,\text{m} y (1,0) m(1,0)\,\text{m} respectivamente.
Datos
  • constante de Coulomb, k=9⋅109 N m2 C−2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
a
Calcula razonadamente el vector campo eléctrico total en el punto (1,1) m(1, 1)\,\text{m}. Representa gráficamente en dicho punto los vectores campo eléctrico involucrados.1 pt
b
Razona por qué el campo total sobre puntos del eje XX sólo se puede anular cuando x>1 mx > 1\,\text{m}. Calcula razonadamente el punto en que dicho campo se anula.1 pt
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Ejercicio 2 · Opción CUESTIONES

2Opción CUESTIONES
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Un satélite artificial se encuentra a una altura de 500 km500\,\text{km} sobre la superficie de un planeta. El campo gravitatorio en la superficie del planeta es de 8 m/s28\,\text{m/s}^2, ¿cuál es la aceleración de la gravedad a la altura a la que se encuentra el satélite artificial? ¿A qué altura sobre la superficie del planeta el valor de la aceleración de la gravedad se reduce a la mitad del valor en su superficie?
Datos
  • radio del planeta, R=5000 kmR = 5000\,\text{km}
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Ejercicio 2 · Opción PROBLEMAS

2Opción PROBLEMAS
2 puntos
Problemas

Elija y conteste exclusivamente 2 problemas.

Una ballena azul emite un sonido de frecuencia 25 Hz25\,\text{Hz} por agua de mar. Se considera que es una onda armónica y unidimensional que se propaga en el sentido positivo del eje XX a una velocidad de 1500 m/s1500\,\text{m/s}. En t=0 st = 0\,\text{s} y x=0 mx = 0\,\text{m} la función de onda se encuentra en un máximo, de valor 32 μm32\,\mu\text{m}. Determina:
a
La longitud de onda y la fase inicial. Escribe la función de onda en unidades del Sistema Internacional. Utiliza la función seno para resolver el problema.1 pt
b
El valor de la función de onda y la velocidad de vibración de una partícula del medio situada en x=300 mx = 300\,\text{m} para el instante t=1 st = 1\,\text{s}.1 pt
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Ejercicio 3 · Opción CUESTIONES

3Opción CUESTIONES
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

La línea discontinua de la figura representa la trayectoria de una carga, qq, entre las posiciones 1 y 2 dentro de un campo magnético uniforme B⃗\vec{B}. Escribe el nombre y la expresión de la fuerza que el campo ejerce sobre dicha carga. Determina razonadamente el signo de la carga. Explica cuál sería la forma de la trayectoria si por el punto 1 entrara un neutrón con velocidad v⃗\vec{v}.
Trayectoria de una carga q en un campo magnético uniforme B saliente, moviéndose del punto 1 al 2.
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Ejercicio 3 · Opción PROBLEMAS

3Opción PROBLEMAS
2 puntos
Problemas

Elija y conteste exclusivamente 2 problemas.

En la figura se representa una lente delgada LL, un objeto OO y la posición de la imagen O′O' que se produce.
Diagrama de una lente delgada L con objeto O e imagen O' sobre una cuadrícula de 2 cm.
a
Calcula la potencia de la lente, la distancia focal y razona si la lente es convergente o divergente.1 pt
b
Realiza un trazado de rayos y razona las características de la imagen. Calcula numéricamente su tamaño.1 pt
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Ejercicio 4 · Opción CUESTIONES

4Opción CUESTIONES
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Un hilo conductor rectilíneo de gran longitud, situado a lo largo del eje ZZ, transporta una corriente de intensidad I=50 AI = 50\,\text{A} en sentido positivo. Determina las coordenadas de los puntos sobre el eje XX en los que el módulo del vector campo magnético generado sea B=10−5 TB = 10^{-5}\,\text{T}. Representa la corriente, las líneas de campo magnético y el vector campo magnético, B⃗\vec{B}, en dichos puntos. Escribe la expresión vectorial del campo magnético en dichos puntos.
Datos
  • permeabilidad magnética en el vacío, μ0=4π⋅10−7 T m/A\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{T m/A}
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Ejercicio 4 · Opción PROBLEMAS

4Opción PROBLEMAS
2 puntos
Problemas

Elija y conteste exclusivamente 2 problemas.

Los muones son partículas elementales, con carga eléctrica negativa, que se forman en las partes altas de la atmósfera y se mueven a velocidades relativistas hacia la superficie de la Tierra. Un muon se forma a 9000 m9000\,\text{m} de altura sobre la superficie de la Tierra y desciende verticalmente con una velocidad v=0,9978cv = 0{,}9978c. Calcula razonadamente:
Datos
  • velocidad de la luz en el vacío, c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • masa (en reposo) del muon, m=1,8⋅10−28 kgm = 1{,}8 \cdot 10^{-28}\,\text{kg}
  • carga elemental, q=1,6⋅10−19 Cq = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
a
La energía en reposo y la energía total del muon en electronvoltios.1 pt
b
El intervalo de tiempo que tarda dicho muon en alcanzar la superficie, medido en un sistema de referencia ligado a la Tierra y medido en un sistema de referencia que viaje con el muon.1 pt
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Ejercicio 5

5
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

En la gráfica adjunta se muestra la energía cinética en función del tiempo de una partícula con movimiento armónico simple. Deduce razonadamente el valor de la energía mecánica del cuerpo, su energía potencial en el instante t=0,4 st = 0{,}4\,\text{s}, el periodo del movimiento y la frecuencia angular.
Gráfica de la energía cinética Ec (J) frente al tiempo t (s) para un MAS, con máximos de 1 J.
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Ejercicio 6

6
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Un rayo de luz se propaga por una fibra de cuarzo rodeada de aire. Tras incidir sobre la superficie cuarzo-aire con un ángulo θ=41,8∘\theta = 41{,}8^{\circ}, se propaga paralelamente al eje de la fibra como indica la figura. Explica qué ocurre si el ángulo de incidencia es mayor que 41,8∘41{,}8^{\circ} y nombra el fenómeno. Calcula el índice de refracción del cuarzo.
Datos
  • índice de refracción del aire, na=1,00n_a = 1{,}00
Rayo de luz incidiendo en la interfaz cuarzo-aire con ángulo theta.
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Ejercicio 7

7
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Explica qué es la dualidad onda-corpúsculo y escribe la expresión de la longitud de onda de De Broglie. Calcula la longitud de onda de De Broglie de una espora del hongo Pilobolus kleinii que se mueve a una velocidad de 20 m/s20\,\text{m/s}, sabiendo que la masa de un millón de esporas es de 1,0 g1{,}0\,\text{g}.
Datos
  • constante de Planck, h=6,6⋅10−34 J sh = 6{,}6 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
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Ejercicio 8

8
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Explica brevemente en qué consisten la radiación alfa y la radiación beta y cómo se modifica el núcleo atómico que las emite. Halla razonadamente el número atómico y el número másico del elemento final producido a partir del 86222Rn{}^{222}_{86}\text{Rn}, después de que emita una partícula α\alpha y a continuación el producto emita una partícula β−\beta^-.
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