Física · Aragón 2015

¿En qué consiste el fenómeno de la reflexión total de una onda? ¿Qué circunstancias deben cumplirse para que ocurra? Defina el concepto de ángulo límite.

Una onda sonora que se propaga por el aire incide sobre la superficie plana del vidrio de una ventana. Calcule el ángulo de incidencia a partir del cual se producirá la reflexión total del sonido.

Calcule las longitudes de onda en el aire y en el vidrio de un sonido de $1\,\text{kHz}$ de frecuencia.

Calcule la masa $m$.

Calcule la amplitud máxima $A$ para que la aceleración de la masa no supere $a_{\max} = 2\,\text{m/s}^2$. Calcule la velocidad máxima para dicha amplitud.

En $t = 0$ la masa $m$ se separa una distancia $x_0 = A$ hacia la derecha y se suelta con velocidad nula. Escriba la ecuación de la posición de $m$ en función del tiempo en unidades S.I. Represéntela gráficamente para dos periodos de oscilación.

Enuncie las Leyes de Kepler. Demuestre la tercera en el caso particular de órbitas circulares.

Las órbitas de dos de los satélites de Júpiter, llamados Europa e Ío, tienen radios de $671100$ y $421800\,\text{km}$ respectivamente. Europa tarda $3{,}55$ días en dar una vuelta alrededor del planeta. Calcule el periodo orbital de Ío.

Explique el concepto de energía potencial gravitatoria. ¿Qué energía potencial gravitatoria tiene una partícula de masa $m$ situada a una distancia $r$ de otra partícula de masa $M$?

Un meteorito se dirige hacia la Tierra. A una altura $h = 3R_{\text{T}}$ sobre la superficie de la Tierra la velocidad del meteorito es $v_0 = 600\,\text{m/s}$. Calcule su velocidad cuando choca con la superficie terrestre.

Dibuje en un esquema el campo magnético producido por cada uno de los conductores en el punto A.

Calcule la intensidad del campo total en dicho punto e indique su dirección y sentido.

Escriba y comente la Ley de Coulomb.

Dos partículas con carga $Q_1 = 2\,\mu\text{C}$ y $Q_2 = 3\,\mu\text{C}$ están situadas a una distancia $r = 10\,\text{cm}$. Colocamos una carga $q = 1\,\mu\text{C}$ entre $Q_1$ y $Q_2$, sobre la línea que une sus centros, de forma que esté en equilibrio. Calcule a qué distancia de $Q_1$ tenemos que situarla.

Explique qué movimiento realizará la carga $q$ si la separamos ligeramente de su posición de equilibrio, acercándola hacia la carga $Q_1$.

Explique cuál debe ser la posición de un objeto respecto a una lente delgada convergente para obtener una imagen virtual y derecha. Justifíquelo gráficamente mediante un trazado de rayos.

Un objeto de $1\,\text{cm}$ de altura se sitúa a $8\,\text{cm}$ delante de una lente convergente de $10\,\text{cm}$ de distancia focal. Determine la posición, tamaño y tipo (real o virtual) de la imagen formada.

Enuncie la hipótesis de De Broglie e indique de qué depende la longitud de onda asociada a una partícula.

Un electrón que parte del reposo es acelerado mediante un campo eléctrico entre dos puntos con una diferencia de potencial $\Delta V = 10^3\,\text{V}$. Calcule la energía cinética que adquiere en eV. Calcule la velocidad final del electrón y su longitud de onda asociada.