Física · Andalucía 2018

Si la masa y el radio de la Tierra se duplican, razone si las siguientes afirmaciones son correctas: (i) El periodo orbital de la Luna se duplica; (ii) su velocidad orbital permanece constante.

La masa de Marte es aproximadamente la décima parte de la masa de la Tierra y su radio la mitad del radio terrestre. Calcule cuál sería la masa y el peso en la superficie de Marte de una persona que en la superficie terrestre tuviera un peso de $700\,\text{N}$.

Un satélite artificial describe una órbita circular en torno a la Tierra. ¿Cómo cambiaría su velocidad orbital si la masa de la Tierra se duplicase, manteniendo constante su radio? ¿Y su energía mecánica?

Se desea situar un satélite de $100\,\text{kg}$ de masa en una órbita circular a $100\,\text{km}$ de altura alrededor de la Tierra. (i) Determine la velocidad inicial mínima necesaria para que alcance dicha altura; (ii) una vez alcanzada dicha altura, calcule la velocidad que habría que proporcionarle para que se mantenga en órbita.

Una partícula cargada positivamente se mueve en la misma dirección y sentido de un campo eléctrico uniforme. Responda razonadamente a las siguientes cuestiones: (i) ¿Se detendrá la partícula?; (ii) ¿se desplazará la partícula hacia donde aumenta su energía potencial?

Dos cargas puntuales $q_1 = 5 \cdot 10^{-6}\,\text{C}$ y $q_2 = -5 \cdot 10^{-6}\,\text{C}$ están situadas en los puntos $A(0,0)\,\text{m}$ y $B(2,0)\,\text{m}$ respectivamente. Calcule el valor del campo eléctrico en el punto $C(2,1)\,\text{m}$.

Un electrón se mueve con un movimiento rectilíneo uniforme por una región del espacio en la que existen un campo eléctrico y un campo magnético. Justifique cual deberá ser la dirección y sentido de ambos campos y deduzca la relación entre sus módulos. ¿Qué cambiaría si la partícula fuese un protón?

Un conductor rectilíneo transporta una corriente de $10\,\text{A}$ en el sentido positivo del eje Z. Un protón situado a $50\,\text{cm}$ del conductor se dirige perpendicularmente hacia el conductor con una velocidad de $2 \cdot 10^5\,\text{m s}^{-1}$. Realice una representación gráfica indicando todas las magnitudes vectoriales implicadas y determine el módulo, dirección y sentido de la fuerza que actúa sobre el protón.

¿Qué significa que dos puntos de la dirección de propagación de una onda armónica estén en fase o en oposición de fase? ¿Qué distancia les separaría en cada caso?

Una onda armónica de amplitud $0{,}3\,\text{m}$ se propaga hacia la derecha por una cuerda con una velocidad de $2\,\text{m s}^{-1}$ y un periodo de $0{,}125\,\text{s}$. Determine la ecuación de la onda correspondiente sabiendo que el punto $x = 0\,\text{m}$ de la cuerda se encuentra a la máxima altura para el instante inicial, justificando las respuestas.

Explique dónde debe estar situado un objeto respecto a una lente delgada para obtener una imagen virtual y derecha: (i) Si la lente es convergente; (ii) si la lente es divergente. Realice en ambos casos las construcciones geométricas del trazado de rayos e indique si la imagen es mayor o menor que el objeto.

Un objeto luminoso se encuentra a $4\,\text{m}$ de una pantalla. Mediante una lente situada entre el objeto y la pantalla se pretende obtener una imagen del objeto sobre la pantalla que sea real, invertida y tres veces mayor que él. Determine el tipo de lente que se tiene que utilizar, así como su distancia focal y la posición en la que debe situarse, justificando sus respuestas.

Explique la conservación de la energía en el proceso de emisión de electrones por una superficie metálica al ser iluminada con luz adecuada.

Los fotoelectrones expulsados de la superficie de un metal por una luz de $4 \cdot 10^{-7}\,\text{m}$ de longitud de onda en el vacío son frenados por una diferencia de potencial de $0{,}8\,\text{V}$. ¿Qué diferencia de potencial se requiere para frenar los electrones expulsados de dicho metal por otra luz de $3 \cdot 10^{-7}\,\text{m}$ de longitud de onda en el vacío? Justifique todas sus respuestas.

Explique la teoría de Einstein del efecto fotoeléctrico.

Se ilumina la superficie de un metal con dos haces de longitudes de onda $\lambda_1 = 1{,}96 \cdot 10^{-7}\,\text{m}$ y $\lambda_2 = 2{,}65 \cdot 10^{-7}\,\text{m}$. Se observa que la energía cinética de los electrones emitidos con la luz de longitud de onda $\lambda_1$ es el doble que la de los emitidos con la de $\lambda_2$. Obtenga la energía cinética con que salen los electrones en ambos casos y la función trabajo del metal.