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la cuevadel empollón
FísicaAndalucíaPAU 2014

Física · Andalucía 2014

4 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

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

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
a
Describa el movimiento armónico simple y comente sus características dinámicas.1,25 pts
b
Un oscilador armónico simple está formado por un muelle de masa despreciable y una partícula de masa, mm, unida a uno de sus extremos. Se construye un segundo oscilador con un muelle idéntico al del primero y una partícula de masa diferente, m′m'. ¿Qué relación debe existir entre m′m' y mm para que la frecuencia del segundo oscilador sea el doble que la del primero?1,25 pts

Ejercicio 2

2
2,5 puntos
a
Potencial electrostático de una carga puntual.1,25 pts
b
Una partícula cargada negativamente pasa de un punto A, cuyo potencial es VAV_A, a otro B, cuyo potencial es VB<VAV_B < V_A. Razone si la partícula gana o pierde energía potencial.1,25 pts

Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Por un plano inclinado 30∘30^\circ respecto a la horizontal desciende un bloque de 100 kg100\,\text{kg} y se aplica sobre el bloque una fuerza FF paralela al plano que lo frena, de modo que desciende a velocidad constante. El coeficiente de rozamiento entre el plano y el bloque es 0,20{,}2.
Datos
  • g=9,8 m s−2g = 9{,}8\,\text{m s}^{-2}
a
Dibuje en un esquema las fuerzas que actúan sobre el bloque y calcule el valor de la fuerza FF.1,25 pts
b
Explique las transformaciones energéticas que tienen lugar en el deslizamiento del bloque y calcule la variación de su energía potencial en un desplazamiento de 20 m20\,\text{m}.1,25 pts

Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Al iluminar un fotocátodo de sodio con haces de luz monocromáticas de longitudes de onda 300 nm300\,\text{nm} y 400 nm400\,\text{nm}, se observa que la energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos es de 1,85 eV1{,}85\,\text{eV} y 0,82 eV0{,}82\,\text{eV}, respectivamente.
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}
  • me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
a
Determine el valor máximo de la velocidad de los electrones emitidos con la primera radiación.1,25 pts
b
A partir de los datos del problema determine la constante de Planck y la energía de extracción del metal.1,25 pts

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
a
Explique qué es la velocidad orbital de un satélite y deduzca su expresión.1,25 pts
b
Indique qué es un satélite geoestacionario. ¿Con qué período de revolución y a qué altura debe orbitar en torno a la Tierra?1,25 pts

Ejercicio 2

2
2,5 puntos
a
Estabilidad nuclear.1,25 pts
b
Explique cuál es el origen de la energía que se produce en los procesos de fusión y fisión nucleares.1,25 pts

Ejercicio 3

3
2,5 puntos
En tres experiencias independientes un haz de luz de 1015 Hz10^{15}\,\text{Hz} incide desde el aire, con un ángulo de 20∘20^\circ, en la superficie de cada uno de los materiales que se indican en la tabla, produciéndose reflexión y refracción.
Datos
  • naire=1n_{\text{aire}} = 1
  • c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
MaterialCuarzoDiamanteAgua
Índice de refracción1,462,421,33
a
Razone si el ángulo de reflexión depende del material y en qué material la velocidad de propagación de la luz es menor. Determine para ese material el ángulo de refracción.1,25 pts
b
Explique en qué material la longitud de onda de la luz es mayor. Determine para ese material el ángulo de refracción.1,25 pts

Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Un haz de partículas con carga positiva y moviéndose con velocidad v⃗=vi⃗\vec{v} = v\vec{i} continúa moviéndose sin cambiar de dirección al penetrar en una región en la que existen un campo eléctrico E⃗=500j⃗ V m−1\vec{E} = 500\vec{j}\,\text{V m}^{-1} y un campo magnético de 0,4 T0{,}4\,\text{T} paralelo al eje Z.
a
Dibuje en un esquema la velocidad de las partículas, el campo eléctrico y el campo magnético, razonando en qué sentido está dirigido el campo magnético, y calcule el valor vv de la velocidad de las partículas.1,25 pts
b
Si se utilizaran los mismos campos eléctrico y magnético y se invirtiera el sentido de la velocidad de las partículas, razone con la ayuda de un esquema si el haz se desviaría o no en el instante en que penetra en la región de los campos.1,25 pts