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la cuevadel empollón
FísicaCantabriaPAU 2023Ordinaria

Física · Cantabria 2023

10 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Datos
  • c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • mp+=1,67⋅10−27 kgm_{p^+} = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • me−=9,1⋅10−31 kgm_{e^-} = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • k=9⋅109 N m2 C−2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
  • qp+=1,6⋅10−19 Cq_{p^+} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • qe−=−1,6⋅10−19 Cq_{e^-} = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
  • MT=6⋅1024 kgM_T = 6 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
El alumnado debe realizar un total de cuatro ejercicios, sin poder elegir dos ejercicios de un mismo bloque. En caso de realizar dos ejercicios de un mismo bloque se corregirá de esos dos el que aparezca resuelto en primer lugar, sin tener en cuenta el que aparezca a continuación. Los dispositivos que puedan conectarse a internet, o que puedan recibir o emitir información, deben estar apagados durante la celebración del examen.

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Bloque 1
La expresión matemática de una onda armónica transversal que se propaga por una cuerda tensa según el eje xx es: y(x,t)=0,2sen⁡[2π(t+2x)]y(x,t) = 0{,}2 \sen[2\pi(t + 2x)] (unidades SI). Determinar:
a
La amplitud de la onda, la longitud de onda y la frecuencia de la onda.0,75 pts
b
La velocidad de propagación de la onda (módulo, dirección y sentido).0,75 pts
c
La velocidad y aceleración máximas de vibración de los puntos de la cuerda.1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Bloque 1
Una persona está expuesta a un nivel de intensidad sonora constante de 80 dB80\,\text{dB}.
Datos
  • I0=10−12 W/m2I_0 = 10^{-12}\,\text{W/m}^2
a
¿A qué intensidad de sonido corresponde ese nivel?1 pt
b
La fuente del sonido es puntual y está situada a 15 metros15\,\text{metros} de la persona. Determinar la potencia del sonido emitido por la fuente.1 pt
c
Si el tímpano de la persona tiene un área de 10 mm210\,\text{mm}^2, ¿cuánta energía llegará a su tímpano en una hora con ese nivel de exposición?0,5 pts
Ver este ejercicio

Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Bloque 2
Un haz de luz procedente del aire incide sobre la superficie de un vidrio transparente, con un ángulo respecto a la normal de 45∘45^\circ. El vidrio tiene 5 cm5\,\text{cm} de espesor y está situado horizontalmente. El rayo de luz en el interior del vidrio forma un ángulo de 62∘62^\circ respecto a la horizontal.
Datos
  • naire=1n_{\text{aire}} = 1
a
Determinar el índice de refracción del vidrio.0,75 pts
b
Si la frecuencia de la luz es de 3⋅1014 Hz3 \cdot 10^{14}\,\text{Hz}, calcular su longitud de onda en el interior del vidrio.0,75 pts
c
Determinar el tiempo que emplea el rayo en atravesar el vidrio.1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Bloque 2
Un objeto de 8 cm8\,\text{cm} de altura se encuentra situado 15 cm15\,\text{cm} delante de una lente divergente, de distancia focal en valor absoluto de 5 cm5\,\text{cm}. Determinar, efectuando un trazado de rayos cualitativo:
a
La posición de la imagen formada por la lente.1 pt
b
La altura de la imagen formada por la lente.0,75 pts
c
Describir, razonadamente, la naturaleza (real o virtual, derecha o invertida, mayor o menor) de la imagen formada en el apartado a).0,75 pts
Ver este ejercicio

Ejercicio 5

5
2,5 puntos
Bloque 3
Dos masas m1=5 kgm_1 = 5\,\text{kg} y m2=10 kgm_2 = 10\,\text{kg}, están situadas en los puntos (0,0) m(0,0)\,\text{m} y (0,−2) m(0,-2)\,\text{m} respectivamente.
a
Calcular y representar gráficamente el vector fuerza gravitatoria debido a las masas m1m_1 y m2m_2, que experimenta una masa m3=100 gm_3 = 100\,\text{g} situada en el punto (1,−2) m(1,-2)\,\text{m}.1 pt
b
Calcular el trabajo realizado por el campo gravitatorio creado por m1m_1 y m2m_2, cuando m3m_3 se desplaza del punto (1,−2) m(1,-2)\,\text{m} al punto (1,0) m(1,0)\,\text{m}.1 pt
c
Razonar brevemente el significado físico del signo del trabajo obtenido en el apartado b).0,5 pts
Ver este ejercicio

Ejercicio 6

6
2,5 puntos
Bloque 3
Un satélite de 1000 kg1000\,\text{kg} de masa describe una trayectoria circular orbitando alrededor de la Tierra, a una altura, respecto de la superficie, de 10000 km10000\,\text{km}. Calcular:
a
El periodo y la velocidad orbital del satélite.0,5 pts
b
La energía que hubo que transmitir al satélite para ponerlo en órbita desde la superficie de la Tierra.1 pt
c
La energía mínima que habría que suministrar al satélite para que escape de la atracción gravitatoria terrestre desde su órbita actual.1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 7

7
2,5 puntos
Bloque 4
Dos cargas eléctricas puntuales de valor −2 nC-2\,\text{nC} y 3 nC3\,\text{nC} se encuentran fijas, en puntos de coordenadas cartesianas (0,0) cm(0,0)\,\text{cm} y (4,0) cm(4,0)\,\text{cm} respectivamente.
a
Representar gráficamente las líneas de campo eléctrico que genera una carga puntual qq, en cualquier punto de su entorno, para los casos: a) q>0q > 0 y b) q<0q < 0.0,5 pts
b
Determinar las coordenadas del punto PP, situado en el segmento que une ambas cargas, en el que el potencial eléctrico se anula.1 pt
c
Se sitúa un protón en reposo en el punto PP. Determinar la velocidad con que llegará al punto de coordenadas (1,0) cm(1,0)\,\text{cm}.1 pt
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Ejercicio 8

8
2,5 puntos
Bloque 4
Un electrón penetra con velocidad v⃗=108i⃗ m/s\vec{v} = 10^8 \vec{i}\,\text{m/s} en una región del espacio donde existe un campo magnético uniforme B⃗=0,2j⃗ T\vec{B} = 0{,}2 \vec{j}\,\text{T}. En dicha región, el electrón describe una trayectoria circular.
a
Determinar el vector fuerza que el campo magnético ejerce sobre el electrón.1 pt
b
Determinar el radio de la trayectoria circular descrita por el electrón, así como el periodo de dicho movimiento.1 pt
c
Representar gráficamente la trayectoria descrita por el electrón en el interior de la región con campo magnético, junto con los vectores fuerza, campo magnético y velocidad.0,5 pts
Ver este ejercicio

Ejercicio 9

9
2,5 puntos
Bloque 5
Cuando se incide sobre un material con luz monocromática de longitud de onda en el vacío λ=550 nm\lambda = 550\,\text{nm} se liberan electrones con un potencial de frenado de 0,4 V0{,}4\,\text{V}. Calcular:
Datos
  • 1 eV=1,6⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
a
El trabajo de extracción del metal.1 pt
b
El rango de longitudes de onda en que se produce efecto fotoeléctrico.0,75 pts
c
La energía cinética máxima de los electrones al incidir con una longitud de onda de λ=214 nm\lambda = 214\,\text{nm}.0,75 pts
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Ejercicio 10

10
2,5 puntos
Bloque 5
El X84210X2842210Po\ce{^{210}_{84}Po} se desintegra por emisión alfa dando lugar a Plomo estable, con periodo de semidesintegración de 138,4 dıˊas138{,}4\,\text{días}.
a
Escribir la reacción de desintegración.0,5 pts
b
Calcular la constante de desintegración.0,5 pts
c
Se dispone de una muestra de 101610^{16} átomos de X84210X2842210Po\ce{^{210}_{84}Po}. Al cabo de un año, ¿cuál será la actividad de la muestra y cuántos átomos de Polonio–210 quedarán?1,5 pts
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