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la cuevadel empollón
FísicaBalearesPAU 2020Extraordinaria

Física · Baleares 2020

9 ejercicios

Datos generales del examen

  • G=6,674⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}674 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2 \text{ kg}^{-2}
  • K=9⋅109 N m2 C−2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2 \text{ C}^{-2}
  • μ0=4π⋅10−7 N A−2\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{N A}^{-2}
  • e=−1,6⋅10−19 Ce = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • MT=5,9736⋅1024 kgM_T = 5{,}9736 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
  • 1 ua=149597871 km1\,\text{ua} = 149597871\,\text{km}

Ejercicio 1

1
2 puntos
Ganímedes tiene una masa de 1,48⋅1023 kg1{,}48 \cdot 10^{23}\,\text{kg} y orbita Júpiter con un periodo de 7,157{,}15 días. La órbita es aproximadamente una circunferencia de 106 km10^6\,\text{km} de radio.
a)0,7 pts
Calcula la energía cinética de Ganímedes por el movimiento orbital suponiendo que la órbita es circular.
b)0,3 pts
Escribe la relación entre la energía cinética y la energía potencial de un satélite en una órbita circular.
c)0,7 pts
Justifica la relación anterior.
d)0,3 pts
Determina la energía mecánica total de un satélite que tiene una energía cinética de 3⋅1020 J3 \cdot 10^{20}\,\text{J}.
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Una sonda espacial sin propulsión se aleja radialmente de un planeta de 5,18⋅1026 kg5{,}18 \cdot 10^{26}\,\text{kg}. Cuando se encuentra a 23400 km23400\,\text{km} del centro del planeta, la sonda se mueve a 25,5 km/s25{,}5\,\text{km/s}. Calcula la distancia máxima al planeta que alcanzará la sonda.
Ver este ejercicio

Ejercicio 3

3
2 puntos
En los centros de los dos lados cortos de un rectángulo como el de la figura hay unas cargas eléctricas puntuales.
Rectángulo de 1 m por 0,6 m con cargas de 5 nC y -8 nC en los centros de los lados cortos y puntos A, B y C marcados.
Rectángulo de 1 m por 0,6 m con cargas de 5 nC y -8 nC en los centros de los lados cortos y puntos A, B y C marcados.
a)0,5 pts
Copia la figura y dibuja los vectores que representan los campos eléctricos en los puntos A y B a causa de cada carga individualmente y de las dos cargas conjuntamente.
b)0,5 pts
Calcula el potencial eléctrico total en el punto C.
c)1 pts
Calcula el módulo de la fuerza eléctrica total sobre una partícula con 6 μC6\,\mu\text{C} de carga situada en el punto A.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
La figura representa cuatro hilos rectos conductores, paralelos y de longitud infinita. El punto M equidista de los dos primeros hilos. En este punto, los módulos de los campos magnéticos a causa de cada una de las corrientes en los hilos son B1=0,7 mTB_1 = 0{,}7\,\text{mT}, B2=0,3 mTB_2 = 0{,}3\,\text{mT}, B3=0,1 mTB_3 = 0{,}1\,\text{mT} y B4=0,2 mTB_4 = 0{,}2\,\text{mT}.
Cuatro hilos paralelos numerados del 1 al 4 con corrientes en diferentes sentidos y punto M entre el hilo 1 y 2.
Cuatro hilos paralelos numerados del 1 al 4 con corrientes en diferentes sentidos y punto M entre el hilo 1 y 2.
a)0,5 pts
Calcula el campo total en el punto M. Indica de manera clara la dirección y el sentido de este campo con relación a los hilos.
b)0,7 pts
Calcula el valor del campo total en el punto M cuando la corriente en el hilo número 2 se cambia de sentido y va hacia arriba.
c)0,8 pts
Determina la intensidad y el sentido que debería tener la corriente en el hilo número 2 para que el campo magnético total en el punto M fuese nulo.
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Ejercicio 5

5
2 puntos
La fuerza sobre un protón en movimiento dentro del campo magnético uniforme representado en la figura tiene la dirección y el sentido del vector F⃗\vec{F} en un instante dado.
Campo magnético uniforme saliente (puntos) con un protón p y un vector fuerza F hacia arriba.
Campo magnético uniforme saliente (puntos) con un protón p y un vector fuerza F hacia arriba.
a)0,25 pts
Determina la dirección y el sentido de la velocidad del protón.
b)0,25 pts
Describe la trayectoria del protón dentro del campo magnético.
c)0,75 pts
Deduce la expresión que relaciona la velocidad del protón con el radio de la trayectoria y la intensidad del campo.
d)0,75 pts
Calcula cuántas vueltas completas hace el protón durante 4 μs4\,\mu\text{s} si la velocidad inicial es de 290 km/s290\,\text{km/s} y el campo magnético es de 0,35 T0{,}35\,\text{T}.
Datos
  • mp=1,673⋅10−27 kgm_p = 1{,}673 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
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Ejercicio 6

6
2 puntos
Considera la onda siguiente, donde yy se debe expresar en centímetros, xx en metros y tt en segundos: y(x,t)=18cos⁡(2π6,7x−2t) y(x, t) = 18 \cos \left(\frac{2\pi}{6{,}7}x - 2t\right)
a)0,7 pts
Calcula la perturbación a x=26,8 mx = 26{,}8\,\text{m} cuando la amplitud es máxima en el origen.
b)0,6 pts
Calcula la velocidad de propagación de la onda e indica el sentido de propagación justificando la respuesta brevemente.
c)0,7 pts
Escribe la ecuación de la onda armónica que se desplaza hacia la izquierda con la misma amplitud y frecuencia angular que la anterior y tiene una longitud de onda de 7 m7\,\text{m}.
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Ejercicio 7

7
2 puntos
La figura representa una parte de la trayectoria de un rayo de luz que atraviesa un vidrio, una capa de agua y sale al aire.
Diagrama de refracción: rayo pasando de vidrio a agua ($n \approx 1{,}33$) con ángulo de incidencia $\theta$ y ángulo de refracción de $67^\circ$ respecto a la superficie.
Diagrama de refracción: rayo pasando de vidrio a agua ($n \approx 1{,}33$) con ángulo de incidencia $\theta$ y ángulo de refracción de $67^\circ$ respecto a la superficie.
a)0,5 pts
Dibuja cualitativamente la trayectoria del rayo cuando sale al aire desde el agua.
b)0,75 pts
Calcula el índice de refracción del vidrio. (La dirección del rayo dentro del vidrio se mide con el ángulo θ\theta sobre la escala de noventa grados.)
c)0,75 pts
Se cambia el vidrio por otro de índice de refracción 1,551{,}55. Calcula el valor del ángulo θ\theta del rayo dentro del vidrio a partir del cual el rayo no pasa del agua al aire.
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Ejercicio 8

8
2 puntos
Una ventana de 40 cm40\,\text{cm} de anchura y 60 cm60\,\text{cm} de altura se encuentra a 3 m3\,\text{m} de una pared. Se obtiene la imagen de la ventana enfocada sobre la pared con una lente delgada situada a 30 cm30\,\text{cm} de la pared y 2,7 m2{,}7\,\text{m} de la ventana. Calcula:
a)0,75 pts
La distancia focal de la lente usada.
b)0,5 pts
La altura de la imagen de la ventana.
c)0,75 pts
El área de la imagen de la ventana.
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Ejercicio 9

9
2 puntos
Resuelva los siguientes apartados sobre física nuclear:
a)1 pts
Calcula el número atómico y el número de neutrones del isótopo 92234U{}^{234}_{92}\text{U} después de emitir dos partículas α\alpha.
b)1 pts
Calcula el número atómico y el número de neutrones del isótopo 88228Ra{}^{228}_{88}\text{Ra} después de emitir dos partículas β−\beta^-.
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