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la cuevadel empollón
FísicaAndalucíaPAU 2018OrdinariaTitular

Física · Andalucía 2018

4 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
a) Duración: 1 hora y 30 minutos. b) Debe desarrollar las cuatro preguntas de una de las dos opciones. c) Puede utilizar calculadora no programable, ni gráfica ni con capacidad para almacenar o transmitir datos d) Cada pregunta se calificará entre 0 y 2,5 puntos (hasta 1,25 puntos cada uno de sus apartados).
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Datos
  • gT=9,8 m s−2g_T = 9{,}8\,\text{m s}^{-2}
a
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.1,25 pts
b
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 N700\,\text{N}.1,25 pts
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Datos
  • K=9⋅109 N m2 C−2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
a
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?1,25 pts
b
Dos cargas puntuales q1=5⋅10−6 Cq_1 = 5 \cdot 10^{-6}\,\text{C} y q2=−5⋅10−6 Cq_2 = -5 \cdot 10^{-6}\,\text{C} están situadas en los puntos A(0,0) mA(0,0)\,\text{m} y B(2,0) mB(2,0)\,\text{m} respectivamente. Calcule el valor del campo eléctrico en el punto C(2,1) mC(2,1)\,\text{m}.1,25 pts
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Ejercicio 3

3
2,5 puntos
a
¿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?1,25 pts
b
Una onda armónica de amplitud 0,3 m0{,}3\,\text{m} se propaga hacia la derecha por una cuerda con una velocidad de 2 m s−12\,\text{m s}^{-1} y un periodo de 0,125 s0{,}125\,\text{s}. Determine la ecuación de la onda correspondiente sabiendo que el punto x=0 mx = 0\,\text{m} de la cuerda se encuentra a la máxima altura para el instante inicial, justificando las respuestas.1,25 pts
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Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Datos
  • c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
a
Explique la conservación de la energía en el proceso de emisión de electrones por una superficie metálica al ser iluminada con luz adecuada.1,25 pts
b
Los fotoelectrones expulsados de la superficie de un metal por una luz de 4⋅10−7 m4 \cdot 10^{-7}\,\text{m} de longitud de onda en el vacío son frenados por una diferencia de potencial de 0,8 V0{,}8\,\text{V}. ¿Qué diferencia de potencial se requiere para frenar los electrones expulsados de dicho metal por otra luz de 3⋅10−7 m3 \cdot 10^{-7}\,\text{m} de longitud de onda en el vacío? Justifique todas sus respuestas.1,25 pts
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Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • MT=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
a
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?1,25 pts
b
Se desea situar un satélite de 100 kg100\,\text{kg} de masa en una órbita circular a 100 km100\,\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.1,25 pts
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 T m A−1\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{T m A}^{-1}
  • e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
a
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?1,25 pts
b
Un conductor rectilíneo transporta una corriente de 10 A10\,\text{A} en el sentido positivo del eje Z. Un protón situado a 50 cm50\,\text{cm} del conductor se dirige perpendicularmente hacia el conductor con una velocidad de 2⋅105 m s−12 \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.1,25 pts
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Ejercicio 3

3
2,5 puntos
a
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.1,25 pts
b
Un objeto luminoso se encuentra a 4 m4\,\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.1,25 pts
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Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
a
Explique la teoría de Einstein del efecto fotoeléctrico.1,25 pts
b
Se ilumina la superficie de un metal con dos haces de longitudes de onda λ1=1,96⋅10−7 m\lambda_1 = 1{,}96 \cdot 10^{-7}\,\text{m} y λ2=2,65⋅10−7 m\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 λ1\lambda_1 es el doble que la de los emitidos con la de λ2\lambda_2. Obtenga la energía cinética con que salen los electrones en ambos casos y la función trabajo del metal.1,25 pts
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