Aplicando el principio de conservación de la energía mecánica, obtenga una expresión para la velocidad de escape de un cuerpo desde la superficie de un planeta esférico de radio y masa .
FísicaMadridPAU 2017Extraordinaria
Física · Madrid 2017
10 ejercicios90 min de duración
Ejercicio 1 · Opción A
1Opción A
2 puntosCalcule la velocidad de escape desde la superficie de Mercurio sabiendo que posee una masa de y una aceleración de la gravedad en su superficie de .
Ejercicio 1 · Opción B
1Opción B
2 puntosA partir de la ley fundamental de la dinámica, deduzca la expresión de la velocidad orbital de un satélite que gira en una órbita circular de radio alrededor de un planeta de masa .
Si un satélite de gira alrededor del planeta Marte, calcule el radio de la órbita circular y la energía mecánica del satélite si su periodo es igual al de rotación del planeta.
Ejercicio 2 · Opción A
2Opción A
2 puntosLa perturbación asociada a una onda viene descrita por la expresión , donde y se expresan en metros y en segundos.
Indique su dirección y sentido de propagación, y calcule su longitud de onda y su frecuencia.
Obtenga la velocidad de propagación de la onda y la velocidad máxima de oscilación.
Ejercicio 2 · Opción B
2Opción B
2 puntosUna fuente puntual de emite una onda sonora.
¿Qué magnitud física "oscila" en una onda de sonido? ¿Es una onda longitudinal o transversal?
Calcule la intensidad sonora y el nivel de intensidad sonora a de la fuente. Determine a qué distancia del foco emisor se debe situar un observador para dejar de percibir dicho sonido.
Ejercicio 3 · Opción A
3Opción A
2 puntosDos cargas de están separadas una distancia de de acuerdo a la figura adjunta. Calcule:
El campo eléctrico en el punto A y en el punto B creado por ambas cargas.
El potencial eléctrico en el punto A y en el punto B, y el trabajo que hay que realizar sobre una carga de para desplazarla desde el punto A al punto B.
Ejercicio 3 · Opción B
3Opción B
2 puntosUna partícula alfa (núcleo de helio) inicialmente en reposo se acelera a través de una diferencia de potencial de , y entra en una región con un campo magnético de perpendicular a su velocidad, como muestra la figura. Determine al penetrar en el campo magnético:
La energía cinética adquirida por la partícula y el módulo de su velocidad.
La fuerza magnética que experimenta la partícula y el radio de curvatura de la trayectoria.
Ejercicio 4 · Opción A
4Opción A
2 puntosSea una lente convergente de distancia focal de .
Calcule la distancia entre la lente y la imagen formada para un objeto situado en el infinito, y para un objeto situado a de la lente.
Determine el tamaño de un objeto que está situado a de la lente y forma una imagen de de altura, y realice el diagrama de rayos correspondiente para la formación de la imagen.
Ejercicio 4 · Opción B
4Opción B
2 puntosUna fibra óptica de vidrio posee un núcleo con un índice de refracción de , rodeado por un recubrimiento de índice de refracción de . Determine:
El ángulo mínimo que debe tener un rayo que viaja por la fibra óptica a partir del cual se produce reflexión total interna entre el núcleo y el recubrimiento.
El ángulo máximo de entrada a la fibra para que un rayo viaje confinado en la región del núcleo.
Ejercicio 5 · Opción A
5Opción A
2 puntosUn átomo de se desintegra a través de una cascada radioactiva y da lugar a un átomo de , siendo el periodo de semidesintegración del de años. Una muestra mineral de monacita contiene de y de procedentes de la desintegración del uranio.
Obtenga el número de átomos iniciales de en la muestra, a partir del cálculo del número de átomos de uranio y de plomo existentes en ella.
Calcule la antigüedad del mineral y determine la actividad actual de la muestra.
Ejercicio 5 · Opción B
5Opción B
2 puntosPara observar el efecto fotoeléctrico sobre un metal que posee una función de trabajo de se utiliza una lámpara de Cd que emite en cuatro líneas espectrales de distinta longitud de onda: línea roja a ; línea verde a ; línea azul a y línea violeta a .
¿Qué líneas espectrales provocarán efecto fotoeléctrico en ese material? Justifique la respuesta. Calcule la energía cinética máxima de los fotoelectrones si se utiliza la línea espectral azul.
Determine la longitud de onda de De Broglie asociada a los fotoelectrones con energía cinética máxima utilizando la línea azul. ¿Podrían ser considerados esos electrones como relativistas? Justifique la respuesta.