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la cuevadel empollón
FísicaAsturiasPAU 2017Ordinaria

Física · Asturias 2017

8 ejercicios

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
1,5 puntos
El planeta Tierra tiene 6370 km6370\,\text{km} de radio y la aceleración de la gravedad en su superficie es 9,8 m/s29{,}8\,\text{m/s}^2. Calcule:
Datos
  • Volumen de una esfera =43πr3= \frac{4}{3} \pi r^3
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
a
La densidad media del planeta0,75 pts
b
La velocidad de escape desde su superficie.0,75 pts
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
1,5 puntos
Dos masas de 50005000 y 15000 kg15000\,\text{kg} distan 2 metros2\,\text{metros} entre sus centros. Determine y discuta la posición del punto o puntos en que la intensidad del campo gravitatorio es nula. ¿En ese lugar cuál es el potencial del campo?
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
3 puntos
Dos cargas eléctricas distantes 3 cm3\,\text{cm} y una con el triple de carga que la otra, se atraen con una fuerza de 30 N30\,\text{N}.
Datos
  • K=9⋅109 N m2/C2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2/\text{C}^2
a
Razone el signo de las cargas y calcule su valor.1 pt
b
Calcule el potencial en un punto A que diste 3 cm3\,\text{cm} de cada carga, considerando que la que tiene triple de carga es positiva.1 pt
c
En estas condiciones, calcule el trabajo realizado por el campo al llevar una carga de 10−6 C10^{-6}\,\text{C} desde ese punto A al centro del segmento que une las cargas. Razone el significado de su signo.1 pt
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
3 puntos
Una carga eléctrica de 5⋅10−6 C5 \cdot 10^{-6}\,\text{C} se mueve en el seno de un campo magnético B⃗=5⋅10−3j⃗ (T)\vec{B} = 5 \cdot 10^{-3} \vec{j}\,(\text{T}) con velocidad v⃗=5⋅103i⃗ (m/s)\vec{v} = 5 \cdot 10^3 \vec{i}\,(\text{m/s}).
a
Calcule la trayectoria (radio de curvatura) que tendría si su masa es 5 ng5\,\text{ng}.1,5 pts
b
Calcule el campo eléctrico que se debe aplicar (módulo, dirección y sentido), para que la carga siga con trayectoria rectilínea.1,5 pts
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
3,5 puntos
Un buceador emite un rayo de luz, utilizando una potente linterna, que incide desde el agua hacia el fondo de la piscina que consiste en un medio transparente. Si el ángulo de incidencia es de 70∘70^\circ el rayo de luz se refleja, pero si el ángulo es menor se refracta.
Datos
  • índice de refracción del aire =1= 1
  • índice de refracción del agua =1,33= 1{,}33
a
Calcule el índice de refracción del segundo medio.1 pt
b
Determine el ángulo de incidencia para el cual se observa que los rayos reflejado y refractado son mutuamente perpendiculares.1 pt
c
El buceador saca parcialmente el brazo extendido fuera del agua (hacia el aire formando con la superficie del agua un ángulo menor de 90∘90^\circ); sin embargo, lo observa doblado. Explique razonadamente y con trazado de rayos la causa0,75 pts
d
Si el buceador se quitase las gafas bajo el agua tendría una percepción de las imágenes como si fuese hipermétrope. Explique el concepto de hipermetropía y cómo se puede corregir con una lente.0,75 pts
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
3,5 puntos
Una onda unidimensional, armónica y transversal se propaga por una cuerda en la dirección positiva del eje X. Su amplitud es A=0,3 mA = 0{,}3\,\text{m}, su frecuencia es f=20 Hzf = 20\,\text{Hz} y su velocidad de propagación es de 12 m/s12\,\text{m/s}.
a
Calcule el valor de la longitud de onda.0,5 pts
b
Escriba la ecuación de la onda, si y(x=0,t=0)=0y(x = 0, t = 0) = 0, calculando razonadamente el valor de todas las magnitudes que aparecen en ella.1,5 pts
c
Determine la expresión de la velocidad de un punto de la cuerda y calcule su valor máximo.1 pt
d
Si la cuerda tiene una longitud de 1 m1\,\text{m}, y una densidad lineal de 0,3 g/cm0{,}3\,\text{g/cm}, determine la energía transmitida por la onda.0,5 pts
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
Calcule los valores de los números atómico y másico del Rh en la siguiente reacción e indica el tipo al que pertenece:X94239X2942239Pu+X01X2021n→Rh+X49133X2492133In+3 X01X2021n\ce{^{239}_{94}Pu + ^{1}_{0}n -> Rh + ^{133}_{49}In + 3 ^{1}_{0}n}Sabiendo que la pérdida de masa del plutonio en esta reacción nuclear es del orden del 0,05%0{,}05\%, calcule la energía en julios desprendida al utilizar 10 kg10\,\text{kg} de plutonio.
Datos
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
Determine la energía de la primera transición de la serie de Lyman, de la serie de Balmer y de la serie de Paschen para el átomo de hidrógeno. Indique de forma razonada en que zona del espectro electromagnético se encuentra cada una. Considere que una transición pertenece a la región del ultravioleta, otra a la región del visible y otra a la región del infrarrojo.
Datos
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • R(Cte de Rydberg)=10967757 m−1R (\text{Cte de Rydberg}) = 10967757\,\text{m}^{-1}
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