Saltar al contenido
la cuevadel empollón
FísicaAragónPAU 2010Ordinaria

Física · Aragón 2010

4 ejercicios

Instrucciones

El ejercicio presenta dos opciones, A y B. El alumno deberá elegir y desarrollar una de ellas, sin mezclar contenidos. La puntuación máxima de cada apartado se indica en el enunciado. Los errores se valorarán negativamente sólo una vez, en el primer apartado en que aparezcan, salvo que conduzcan a resultados absurdos no discutidos en los siguientes. Se valorará el buen uso del lenguaje y la adecuada notación científica, que los correctores podrán bonificar con un máximo de un punto. Por los errores ortográficos, la falta de limpieza en la presentación y la redacción defectuosa podrá disminuirse la calificación hasta un punto. Se exigirá que todos los resultados analíticos y gráficos estén paso a paso justificados.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
3 puntos
a
Explica los fenómenos de reflexión y de refracción de una onda y enuncia las leyes que los rigen. ¿Cuándo se produce el fenómeno de la reflexión total?1,5 pts
b
Un rayo de luz monocromática, de frecuencia f=5,0⋅1014 Hzf = 5{,}0 \cdot 10^{14}\,\text{Hz}, atraviesa un vidrio con una velocidad v=1,8⋅108 m/sv = 1{,}8 \cdot 10^8\,\text{m/s}, e incide sobre la superficie de separación vidrio-aire con un ángulo α1=30∘\alpha_1 = 30^\circ. El rayo refractado emerge formando un ángulo α2=56∘\alpha_2 = 56^\circ con la normal a la superficie de separación. Determina el ángulo límite y la longitud de onda en ambos medios.1,5 pts
Diagrama de refracción de un rayo de luz pasando de vidrio a aire con ángulos alfa 1 y alfa 2.
Ver este ejercicio

Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • RT=6,38⋅106 mR_T = 6{,}38 \cdot 10^6\,\text{m}
  • MT=5,97⋅1024 kgM_T = 5{,}97 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
a
Enuncia la Ley de Gravitación Universal. Justifica que dicha fuerza es conservativa.1,5 pts
b
Supongamos que por un proceso de dilatación el radio de la Tierra alcanza un valor 1,051{,}05 veces el radio actual RTR_T, (R=1,05RT)(R = 1{,}05 R_T). Durante este proceso la Tierra mantiene la misma masa MTM_T y su forma aproximadamente esférica. Determina, en estas condiciones, la aceleración de la gravedad g′g' en la superficie terrestre y la velocidad de escape v′v' desde dicha superficie.1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 3

3
2,5 puntos
a
Enuncia y explica las leyes de Faraday y Lenz sobre inducción electromagnética.1 pt
b
Se tiene una espira rectangular de lados a=0,1 ma = 0{,}1\,\text{m} y b=0,2 mb = 0{,}2\,\text{m} en el plano XYXY. Sobre dicho plano aplicamos un campo magnético uniforme B⃗\vec{B}, que forma un ángulo de 60∘60^\circ con el semieje positivo del eje ZZ y que disminuye exponencialmente con el tiempo, ∣B⃗(t)∣=4e−2t T|\vec{B}(t)| = 4 e^{-2t}\,\text{T}. Calcula la fuerza electromotriz inducida en la espira en el instante t=0,5 st = 0{,}5\,\text{s}. Indica razonando la respuesta, y mediante un dibujo, el sentido de la corriente inducida en la espira.1,5 pts
Espira rectangular en el plano XY con campo magnético B formando 60 grados con el eje Z.
Ver este ejercicio

Ejercicio 4

4
2 puntos
Una lente delgada convergente forma, de un objeto real de 2 cm2\,\text{cm} de altura situado a 1 m1\,\text{m} de distancia de la lente, una imagen, también real, situada a 75 cm75\,\text{cm} de distancia de dicha lente.
a
Determina el tamaño de la imagen y la potencia de la lente.1 pt
b
Comprueba los resultados mediante el trazado de rayos.1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Una onda transversal se propaga de izquierda a derecha, según el eje OXOX, a lo largo de una cuerda horizontal tensa e indefinida, siendo la distancia mínima entre dos puntos que oscilan en fase 10 cm10\,\text{cm}. La onda está generada por un oscilador que vibra, en la dirección del eje OYOY, con un movimiento armónico simple de frecuencia f=100 Hzf = 100\,\text{Hz} y amplitud A=5 cmA = 5\,\text{cm}.
a
Escribe una expresión matemática de la onda indicando el valor numérico de todos los parámetros (en el instante inicial el punto x=0x = 0, posición del oscilador, tiene elongación nula).1,5 pts
b
Determina la velocidad de propagación de la onda y la velocidad máxima de oscilación de un punto cualquiera de la cuerda.1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • RT=6,38⋅106 mR_T = 6{,}38 \cdot 10^6\,\text{m}
  • MT=5,97⋅1024 kgM_T = 5{,}97 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
a
Define el momento angular de una partícula. Justifica su teorema de conservación.1,5 pts
b
Un satélite de masa m=200 kgm = 200\,\text{kg} describe una órbita circular geoestacionaria alrededor de la Tierra. Determina la velocidad orbital del satélite y el módulo de su momento angular respecto del centro de la Tierra.1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 3

3
3 puntos
Datos
  • K=1/(4πε0)=9⋅109 N m2 C−2K = 1 / (4 \pi \varepsilon_0) = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
  • 1 nC=10−9 C1\,\text{nC} = 10^{-9}\,\text{C}
a
Explica el concepto de campo electrostático creado por una o varias cargas eléctricas puntuales.1 pt
b
Tres cargas eléctricas puntuales, de valores q1=10 nCq_1 = 10\,\text{nC}, q2=10 nCq_2 = 10\,\text{nC} y q3=−20 nCq_3 = -20\,\text{nC}, están fijas en el espacio separadas una distancia d=10 cmd = 10\,\text{cm} del origen de coordenadas y distribuidas como se indica en la figura.2 pts
Distribución de tres cargas q1, q2 y q3 en los ejes coordenados con respecto al punto A y el origen O.
b.1
Determina el módulo, la dirección y el sentido del campo electrostático E⃗\vec{E} en el punto A(d,0)A(d, 0).1 pt
b.2
Calcula el trabajo que tenemos que realizar para desplazar una carga q′=1 nCq' = 1\,\text{nC} desde el punto A(d,0)A(d, 0) hasta el origen de coordenadas O(0,0)O(0, 0).1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 4

4
2 puntos
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • c=3,0⋅108 m/sc = 3{,}0 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • Función del trabajo o trabajo de extracción del Cs=2,0 eV\ce{Cs} = 2{,}0\,\text{eV}
a
Un haz luminoso que incide sobre la superficie de un metal provoca que éste emita electrones por efecto fotoeléctrico. Explica brevemente como se modifica el número y la energía cinética de los electrones emitidos si aumentamos la intensidad del haz incidente. ¿Y si disminuimos la frecuencia de la luz incidente?1 pt
b
Un haz láser de argón, de longitud de onda λ=514 nm\lambda = 514\,\text{nm} y potencia P=2 WP = 2\,\text{W}, incide sobre una superficie de cesio. Determina la energía cinética máxima de los electrones emitidos así como la frecuencia umbral fuf_u para el cesio.1 pt
Ver este ejercicio