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la cuevadel empollón
FísicaCantabriaPAU 2023Ordinaria

Física · Cantabria 2023

10 ejercicios90 min de duración

Datos generales del examen

  • 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}

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)0,75 pts
La amplitud de la onda, la longitud de onda y la frecuencia de la onda.
b)0,75 pts
La velocidad de propagación de la onda (módulo, dirección y sentido).
c)1 pts
La velocidad y aceleración máximas de vibración de los puntos de la cuerda.
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Bloque 1
Una persona está expuesta a un nivel de intensidad sonora constante de 80 dB80\,\text{dB}.
a)1 pts
¿A qué intensidad de sonido corresponde ese nivel?
b)1 pts
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.
c)0,5 pts
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?
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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.
a)0,75 pts
Determinar el índice de refracción del vidrio.
b)0,75 pts
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.
c)1 pts
Determinar el tiempo que emplea el rayo en atravesar el vidrio.
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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)1 pts
La posición de la imagen formada por la lente.
b)0,75 pts
La altura de la imagen formada por la lente.
c)0,75 pts
Describir, razonadamente, la naturaleza (real o virtual, derecha o invertida, mayor o menor) de la imagen formada en el apartado a).
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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)1 pts
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}.
b)1 pts
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}.
c)0,5 pts
Razonar brevemente el significado físico del signo del trabajo obtenido en el apartado b).
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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)0,5 pts
El periodo y la velocidad orbital del satélite.
b)1 pts
La energía que hubo que transmitir al satélite para ponerlo en órbita desde la superficie de la Tierra.
c)1 pts
La energía mínima que habría que suministrar al satélite para que escape de la atracción gravitatoria terrestre desde su órbita actual.
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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)0,5 pts
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.
b)1 pts
Determinar las coordenadas del punto PP, situado en el segmento que une ambas cargas, en el que el potencial eléctrico se anula.
c)1 pts
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}.
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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)1 pts
Determinar el vector fuerza que el campo magnético ejerce sobre el electrón.
b)1 pts
Determinar el radio de la trayectoria circular descrita por el electrón, así como el periodo de dicho movimiento.
c)0,5 pts
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.
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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:
a)1 pts
El trabajo de extracción del metal.
b)0,75 pts
El rango de longitudes de onda en que se produce efecto fotoeléctrico.
c)0,75 pts
La energía cinética máxima de los electrones al incidir con una longitud de onda de λ=214 nm\lambda = 214\,\text{nm}.
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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)0,5 pts
Escribir la reacción de desintegración.
b)0,5 pts
Calcular la constante de desintegración.
c)1,5 pts
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?
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