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la cuevadel empollón
FísicaPaís VascoPAU 2016Extraordinaria

Física · País Vasco 2016

4 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Este examen tiene dos opciones. Debes contestar a una de ellas. No olvides incluir el código en cada una de las hojas de examen. • Cada opción consta de 2 problemas y 2 cuestiones. Cada problema tiene un valor de 3 puntos. Todos los apartados tienen igual valor. El resultado, correcto o incorrecto, de cada apartado no influirá en la valoración de los restantes. • Cada cuestión se valora en un máximo de 2 puntos. • Puede utilizarse una calculadora científica.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
3 puntos
Problemas
Sea un proyectil de masa m=1000 kgm = 1000\,\text{kg} situado en la superficie terrestre.
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N⋅m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N} \cdot \text{m}^2 / \text{kg}^2
  • RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
  • MT=6⋅1024 kgM_T = 6 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
a
¿Con qué velocidad debiera lanzarse verticalmente para alcanzar un altura h=RTh = R_T? (Se supone nulo el rozamiento atmosférico)1 pt
b
Calcular el peso del proyectil a dicha altura y la velocidad tangencial necesaria para que el proyectil describa una órbita circular a esa altura (RTR_T).1 pt
c
¿Cuánta energía se necesita para transferir el proyectil desde esa órbita circular de altura h=RTh = R_T hasta otra de altura h=2RTh = 2R_T?1 pt
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Ejercicio 2

2
3 puntos
Problemas
Cierta onda transversal tiene por ecuación en unidades del sistema internacional: y=0,2⋅sen⁡(π3⋅(3x−30t))y = 0{,}2 \cdot \sen\left(\frac{\pi}{3} \cdot (3x - 30t)\right)
a
Calcular la velocidad de propagación de dicha onda.1 pt
b
Determinar la velocidad máxima de oscilación de un punto cualquiera xx.1 pt
c
¿En qué instante de tiempo será máxima la velocidad de oscilación del punto x=2 mx = 2\,\text{m}?1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Fuerza ejercida dentro de un campo magnético uniforme:
a
sobre una carga puntual en movimiento (ejemplo: trayectoria cuando la velocidad de la carga es perpendicular al campo).1 pt
b
sobre un conductor lineal de corriente eléctrica.1 pt
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Cuestiones
Efecto fotoeléctrico. Descripción. Explicación cuántica. Teoría de Einstein. Frecuencia umbral. Trabajo de extracción.
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Ejercicio 1

1
3 puntos
Problemas
Entre dos placas verticales, planas y paralelas, separadas 40 cm40\,\text{cm} entre sí, con cargas iguales y de signo opuesto, existe un campo eléctrico uniforme de 4000 N/C4000\,\text{N/C}. Si un electrón se libera de la placa negativa:
Datos
  • Carga del electrón, e=−1,60⋅10−19 Ce = -1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • g=9,82 m/s2g = 9{,}82\,\text{m/s}^2
  • 1 μC=10−6 C1\,\mu\text{C} = 10^{-6}\,\text{C}
  • Masa del electrón, me=9,11⋅10−31 kgm_e = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
Diagrama de dos placas paralelas con una carga suspendida por un hilo formando un ángulo con la vertical
a
¿cuánto tarda en chocar con la placa positiva?1 pt
b
¿qué velocidad llevará al impactar?1 pt
c
si una pequeña esfera de masa 0,012 g0{,}012\,\text{g} y carga 6 μC6\,\mu\text{C}, colgada de un hilo, se introduce entre las placas, ¿qué ángulo formará el hilo con la vertical?1 pt
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Ejercicio 2

2
3 puntos
Problemas
Sobre un metal inciden fotones cuya longitud de onda es de 500 nm500\,\text{nm}. Si la longitud de onda umbral correspondiente a dicho metal es de 612 nm612\,\text{nm}:
Datos
  • Constante de Planck, h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • Carga del electrón, e=−1,6⋅10−19 Ce = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • Velocidad de la luz, c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • 1 eV=1,6⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
  • 1 nm=10−9 m1\,\text{nm} = 10^{-9}\,\text{m}
  • Masa del electrón, me=9,11⋅10−31 kgm_e = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
a
indicar si se extraen o no electrones1 pt
b
determinar, en su caso, su velocidad máxima1 pt
c
si la energía de extracción del metal fuera el doble, ¿qué valor mínimo tendría que tener la frecuencia de la radiación incidente para que tuviera lugar emisión de fotoelectrones?1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Leyes de Kepler. Enunciados. Deducción de la 3a3^a Ley para órbitas circulares, a partir de la Ley de Gravitación.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Cuestiones
Describir el fenómeno de la radiactividad natural. Desintegración radiactiva. Emisión de partículas alfa, beta y gamma. Leyes de Soddy y Fajans. Ejemplos.
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