Saltar al contenido
la cuevadel empollón
FísicaBalearesPAU 2020Extraordinaria

Física · Baleares 2020

9 ejercicios

Instrucciones

Datos
  • 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}
Resuelva 5 de los 9 problemas propuestos. La puntuación máxima de cada problema es de 2 puntos.

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
Calcula la energía cinética de Ganímedes por el movimiento orbital suponiendo que la órbita es circular.0,7 pts
b
Escribe la relación entre la energía cinética y la energía potencial de un satélite en una órbita circular.0,3 pts
c
Justifica la relación anterior.0,7 pts
d
Determina la energía mecánica total de un satélite que tiene una energía cinética de 3⋅1020 J3 \cdot 10^{20}\,\text{J}.0,3 pts
Ver este ejercicio

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.
a
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.0,5 pts
b
Calcula el potencial eléctrico total en el punto C.0,5 pts
c
Calcula el módulo de la fuerza eléctrica total sobre una partícula con 6 μC6\,\mu\text{C} de carga situada en el punto A.1 pt
Ver este ejercicio

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.
a
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.0,5 pts
b
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.0,7 pts
c
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.0,8 pts
Ver este ejercicio

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.
a
Determina la dirección y el sentido de la velocidad del protón.0,25 pts
b
Describe la trayectoria del protón dentro del campo magnético.0,25 pts
c
Deduce la expresión que relaciona la velocidad del protón con el radio de la trayectoria y la intensidad del campo.0,75 pts
d
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}.0,75 pts
Datos
  • mp=1,673⋅10−27 kgm_p = 1{,}673 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
Ver este ejercicio

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
Calcula la perturbación a x=26,8 mx = 26{,}8\,\text{m} cuando la amplitud es máxima en el origen.0,7 pts
b
Calcula la velocidad de propagación de la onda e indica el sentido de propagación justificando la respuesta brevemente.0,6 pts
c
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}.0,7 pts
Ver este ejercicio

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.
a
Dibuja cualitativamente la trayectoria del rayo cuando sale al aire desde el agua.0,5 pts
b
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.)0,75 pts
c
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.0,75 pts
Ver este ejercicio

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
La distancia focal de la lente usada.0,75 pts
b
La altura de la imagen de la ventana.0,5 pts
c
El área de la imagen de la ventana.0,75 pts
Ver este ejercicio

Ejercicio 9

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