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la cuevadel empollón
FísicaAsturiasPAU 2010ExtraordinariaVariante 2

Física · Asturias 2010

8 ejercicios

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2,5 puntos
La Luna tiene una órbita alrededor de la Tierra aproximadamente circular de 384000 km384000\,\text{km} de radio. Sabiendo que el radio de la Tierra es de 6370 km6370\,\text{km} y que la aceleración de la gravedad en su superficie es de 9,80 m/s29{,}80\,\text{m/s}^2, determine:
Datos
  • velocidad de la luz en el vacío 3,00⋅108 m/s3{,}00 \cdot 10^8\,\text{m/s}
a
la intensidad del campo gravitatorio terrestre a la distancia de la Luna;1,25 pts
b
el período de revolución de la Luna alrededor de la Tierra.1,25 pts
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2,5 puntos
Dos cargas de 1,0 nC1{,}0\,\text{nC} y de −2,0 nC-2{,}0\,\text{nC} están situadas en reposo en los puntos (0,0)(0, 0) y (10 cm,0)(10\,\text{cm}, 0), respectivamente.
Datos
  • permitividad dieléctrica del vacío 8,85⋅10−12 C2 N−1 m−28{,}85 \cdot 10^{-12}\,\text{C}^2\,\text{N}^{-1}\,\text{m}^{-2}
  • aceleración de la gravedad en la superficie terrestre 9,80 m/s29{,}80\,\text{m/s}^2
a
Determine las componentes del campo eléctrico en el punto (20 cm,20 cm)(20\,\text{cm}, 20\,\text{cm}).1,25 pts
b
Una vez obtenidas esas componentes, sin hacer más cálculos, ¿cuáles son las componentes del campo eléctrico en el punto (20 cm,−20 cm)(20\,\text{cm}, -20\,\text{cm})?1,25 pts
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2,5 puntos
Una onda armónica en una cuerda tiene por función de ondas:y=0,3 mmsen⁡(10 m−1x−0,1 s−1t)y = 0{,}3\,\text{mm} \operatorname{sen} (10\,\text{m}^{-1} x - 0{,}1\,\text{s}^{-1} t)Determine:
a
la máxima distancia que adquiere un punto respecto a la posición de equilibrio;0,5 pts
b
la longitud de onda;0,5 pts
c
el período;0,5 pts
d
la velocidad de la onda;0,5 pts
e
la velocidad máxima de una partícula en la cuerda que está en x=0x = 0.0,5 pts
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2,5 puntos
Se deja caer partícula de masa de 1,3 kg1{,}3\,\text{kg} desde 2,0 m2{,}0\,\text{m} de altura.
a
Calcule la energía que posee la partícula.0,5 pts
b
Determine la velocidad que adquiere al llegar al suelo, si se desprecia el rozamiento del aire.1 pt
c
En el suelo existe un muelle vertical de constante elástica 200 N/m200\,\text{N/m}, el cual es comprimido por la masa. Determine cuánto se comprime el muelle si en el impacto se pierde el 20%20\% de la energía.1 pt
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2,5 puntos
a
De acuerdo a la ley de Lorentz, ¿qué velocidad debería llevar una partícula cargada para que la fuerza máxima que ejerce sobre ella un campo magnético de 0,15 T0{,}15\,\text{T} sea igual que la que produce un campo eléctrico de 2 kN/C2\,\text{kN/C}?1 pt
b
Una persona muy cansada dice: “no me queda un gramo de energía”, pero ¿cuánta energía tiene un gramo en reposo? Compárela con lo que gasta una bombilla de 100 W100\,\text{W} en un día.1,5 pts
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2,5 puntos
a
Razonando la respuesta, diga si es cierto que al aumentar de 10∘10^\circ a 20∘20^\circ el ángulo de incidencia de un rayo en una superficie plana el ángulo de refracción también se duplica.1 pt
b
En un pequeño generador eléctrico por inducción electromagnética una espira gira en un campo magnético constante con una frecuencia ff y genera una fuerza electromotriz de 0,12 V0{,}12\,\text{V}. Si la espira la hacemos rotar con una frecuencia triple que la anterior en un campo magnético que vale la mitad que el original determine la nueva fuerza electromotriz.1,5 pts
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2,5 puntos
a
Describa de manera simplificada el funcionamiento del oído humano.1 pt
b
En un experimento de laboratorio se utiliza un muelle vertical sujeto a un techo. Del muelle se van colgando masas diferentes y se obtienen los alargamientos indicados en la tabla siguiente: Usando un método gráfico, determine la constante elástica del muelle.1,5 pts
M (gramos)100200300400500
x (cm)15,130,045,159,974,9
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2,5 puntos
a
¿Qué es la interacción fuerte?1 pt
b
Se quiere determinar la velocidad del sonido en el aire a 50 ∘C50\,^\circ\text{C} haciendo experiencias con un diapasón y un tubo largo TT introducido parcialmente en agua y que se cierra por su parte superior con una tapa (véase la figura). La frecuencia usada es 220 Hz220\,\text{Hz}. Las longitudes de onda permitidas (armónicos) para un tubo cerrado por ambos extremos verifican la fórmula:λ=2Ln,n=1,2,3,…\lambda = \frac{2L}{n}, \quad n = 1, 2, 3, \dotsSe va variando la altura del tubo fuera del agua, obteniéndose resonancia (sonido más intenso) para L=416 mmL = 416\,\text{mm}. La siguiente resonancia se detecta a L′=832 mmL' = 832\,\text{mm}. Determine a) la longitud de onda; b) qué armónicos se dan (o sea el valor de nn de la fórmula anterior para cada caso); c) una estimación de la velocidad del sonido en el aire a la temperatura de 50 ∘C50\,^\circ\text{C}.1,5 pts
Esquema del experimento de resonancia con un diapasón y un tubo T sumergido en agua.
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