Física · Andalucía 2019

Conteste razonadamente: ¿Puede ser negativa la energía cinética de una partícula? ¿Y la energía potencial? En caso afirmativo, explique el significado físico del signo. ¿Se cumple siempre que el aumento de energía cinética es igual a la disminución de energía potencial?

Por un plano inclinado $30^\circ$ respecto a la horizontal asciende, con velocidad constante, un bloque de $100\,\text{kg}$ por acción de una fuerza paralela a dicho plano. Se sabe que el coeficiente de rozamiento entre el bloque y el plano es $0{,}2$. i) Determine el aumento de energía potencial del bloque en un desplazamiento de $20\,\text{m}$. ii) Dibuje en un esquema las fuerzas que actúan sobre el bloque y calcule el trabajo realizado por la fuerza paralela en ese desplazamiento.

Un satélite artificial describe una órbita circular alrededor de la Tierra. La velocidad de escape desde esa órbita es la mitad que la velocidad de escape desde la superficie terrestre. ¿A qué altura se encuentra el satélite?

En un planeta esférico de radio $2200\,\text{km}$, la aceleración de la gravedad en la superficie es $g_0 = 5{,}2\,\text{m s}^{-2}$. i) Determine la masa del planeta. ii) Calcule la velocidad de escape desde su superficie.

Una espira circular de radio $R$ se mueve con una velocidad constante $v$ hacia la derecha, atravesando una región en la que existe un campo magnético uniforme $B$, como se indica en la figura. i) Explique razonadamente en qué sentido circulará la corriente inducida en la espira desde que comienza a entrar en la región del campo hasta que sale enteramente del mismo. ii) Analice cualitativamente cómo varía la fuerza electromotriz inducida mientras está entrando en el campo si la espira se desplaza a una velocidad mayor.

Una bobina de $80$ espiras de radio $0{,}06\,\text{m}$ se coloca en un campo magnético de manera que el flujo que la atraviesa sea máximo. Si el campo varía de acuerdo con la función $B = 0{,}5 - 0{,}02t$ (T), determine: i) El flujo que atraviesa cada espira de la bobina en $t = 10\,\text{s}$. ii) La fuerza electromotriz inducida en la bobina.

Justifique la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: i) Cuando se aproximan dos cargas eléctricas del mismo signo la energía potencial electrostática aumenta. ii) En un punto del espacio donde el campo eléctrico es nulo también lo es el potencial eléctrico.

Una partícula con carga $-2 \cdot 10^{-6}\,\text{C}$ y masa $10^{-4}\,\text{kg}$ se encuentra en reposo en el origen de coordenadas. Se aplica un campo eléctrico uniforme de $600\,\text{N C}^{-1}$ en sentido positivo del eje OX. Realice un esquema de la situación. La carga se desplaza $2\,\text{m}$ hacia un punto P. Determine: i) La diferencia de potencial entre el origen de coordenadas y el punto P. ii) La velocidad de la partícula en el punto P. Considere despreciable la fuerza gravitatoria.

Construya, razonadamente, la imagen de un objeto situado delante de una lente divergente, y a una distancia menor que la distancia focal. A partir de la imagen obtenida indique, razonadamente, las características de la misma: real o virtual, si está derecha o invertida y su tamaño.

A $0{,}5\,\text{m}$ delante de una lente convergente se sitúa un objeto de tamaño $0{,}25\,\text{m}$. Si la distancia focal vale $1\,\text{m}$, calcule: i) La distancia de la imagen a la lente indicando si es real o virtual. ii) Tamaño de la imagen, indicando si está derecha o invertida.

Explique, con la ayuda de un esquema, en qué consiste el fenómeno de la dispersión de la luz blanca a través de un prisma de vidrio. ¿Ocurriría dicho fenómeno si la luz blanca incide perpendicularmente sobre una lámina de vidrio de caras plano paralelas? Razone su respuesta.

Sobre una lámina de vidrio de caras plano paralelas de $0{,}03\,\text{m}$ de espesor y situada en el aire incide un rayo de luz monocromática con un ángulo de incidencia de $35^\circ$. La velocidad de propagación del rayo en la lámina de vidrio es de $2 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}$. i) Determine el índice de refracción de la lámina de vidrio. ii) Realice un esquema con la trayectoria del rayo y determine el ángulo de emergencia. iii) Determine el tiempo que tarda el rayo en atravesar la lámina.

El $\ce{^{222}_{86}Rn}$ se desintegra mediante un proceso alfa y el $\ce{^{210}_{82}Pb}$ mediante un proceso beta. Describa con detalle los procesos radiactivos de esos isótopos, razonando cuáles son los números atómico y másico de los nucleidos resultantes.

Al someter a la prueba del $\ce{^{14}C}$ una herramienta de madera encontrada en un yacimiento arqueológico, se detecta que la actividad de dicho isótopo es un $15\%$ de la correspondiente a la de una muestra actual de la misma madera. Sabiendo que el periodo de semidesintegración del $\ce{^{14}C}$ es de $5730$ años, determine la constante de desintegración y calcule antigüedad de dicha herramienta.

Enuncie el principio de dualidad onda-corpúsculo y explique por qué no se considera dicha dualidad al estudiar los fenómenos macroscópicos.

Al incidir luz de longitud de onda $2{,}7625 \cdot 10^{-7}\,\text{m}$ sobre un material, los electrones emitidos con una energía cinética máxima pueden ser frenados hasta detenerse aplicando una diferencia de potencial de $2\,\text{V}$. Calcule el trabajo de extracción del material. Determine la longitud de onda de De Broglie de los electrones emitidos con energía cinética máxima.