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la cuevadel empollón
FísicaCastilla y LeónPAU 2019Extraordinaria

Física · Castilla y León 2019

5 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Datos
  • g0=9,80 m s−2g_0 = 9{,}80\,\text{m s}^{-2}
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • RT=6,37⋅106 mR_T = 6{,}37 \cdot 10^6\,\text{m}
  • MT=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • K0=1/(4πϵ0)=9,00⋅109 N m2 C−2K_0 = 1/(4 \pi \epsilon_0) = 9{,}00 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
  • μ0=4π⋅10−7 N A−2\mu_0 = 4 \pi \cdot 10^{-7}\,\text{N A}^{-2}
  • e=1,60⋅10−19 Ce = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • me=9,11⋅10−31 kgm_e = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • mp=1,67⋅10−27 kgm_p = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • c0=3,00⋅108 m s−1c_0 = 3{,}00 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • 1 u=1,66⋅10−27 kg1\,\text{u} = 1{,}66 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • 1 eV=1,60⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
OPTATIVIDAD: EL ALUMNO DEBERÁ ELEGIR OBLIGATORIAMENTE UNA DE LAS DOS OPCIONES QUE SE PROPONEN (A o B) Y DESARROLLAR LOS 5 EJERCICIOS DE LA MISMA. CRITERIOS GENERALES DE EVALUACIÓN: • La calificación final se obtendrá sumando las notas de los 5 ejercicios de la opción escogida. • Las fórmulas empleadas en la resolución de los ejercicios deberán ir acompañadas de los razonamientos oportunos y los resultados numéricos obtenidos para las distintas magnitudes físicas deberán escribirse con las unidades adecuadas. En la página 2 dispone de una tabla de constantes físicas, donde encontrará (en su caso) los valores que necesite.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2 puntos
Un satélite de 100 kg100\,\text{kg} describe una órbita circular alrededor de un planeta con un periodo de 45 min45\,\text{min} a una velocidad de 3,1⋅104 m s−13{,}1 \cdot 10^4\,\text{m s}^{-1}. Calcule:
a
La masa del planeta.1 pt
b
La energía mecánica del satélite.1 pt
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Ejercicio 2

2
3 puntos
a
Considere dos cargas de +1 μC+1\,\mu\text{C} y −2 μC-2\,\mu\text{C} separadas dos metros en el vacío. Represente el vector campo eléctrico creado por cada una de las cargas en el punto medio de la línea que une ambas cargas y calcule el campo eléctrico total en ese punto.1 pt
b
¿Es posible que un campo magnético B⃗\vec{B} no ejerza ninguna fuerza sobre un electrón que se mueve en su seno? ¿Y si fuera un campo eléctrico? Razone ambas respuestas.1 pt
c
Una espira cuadrada de 10 cm10\,\text{cm} de lado está contenida en un plano perpendicular a un campo magnético cuyo módulo varía con el tiempo de la forma B=3,6−0,1t2B = 3{,}6 - 0{,}1 t^2 (S.I.). Determine el valor de la fuerza electromotriz inducida en el instante en el que el flujo es nulo.1 pt
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Ejercicio 3

3
1,5 puntos
La figura siguiente representa, en un instante de tiempo dado, la propagación de una onda en la dirección positiva del eje de las X.
Gráfica de la elongación (cm) frente a la posición x (cm) de una onda senoidal.
a
Determine la amplitud, la longitud de onda, el número de ondas, la frecuencia y el periodo sabiendo que dicha onda viaja a 0,5 m s−10{,}5\,\text{m s}^{-1}.0,75 pts
b
Escriba la ecuación correspondiente al movimiento ondulatorio considerando que en t=0 st = 0\,\text{s}, la elongación en el punto x=0 cmx = 0\,\text{cm}, es cero.0,75 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
a
Una lente convergente tiene una distancia focal f=50 cmf = 50\,\text{cm}. Determine la posición, el tamaño y la naturaleza de la imagen si un objeto de 10 cm10\,\text{cm} de altura se sitúa en el eje óptico a una distancia f/2f/2 de la lente. Represente la correspondiente marcha de rayos.1 pt
b
Explique el fenómeno de reflexión total e indique las condiciones necesarias para que tenga lugar.1 pt
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Ejercicio 5

5
1,5 puntos
Un metal se ilumina con radiación de una determinada longitud de onda. Si el trabajo de extracción es de 3 eV3\,\text{eV} y la velocidad máxima de los electrones emitidos es de 8,392⋅105 m s−18{,}392 \cdot 10^5\,\text{m s}^{-1}. Calcule:
a
La longitud de onda de la radiación incidente y la frecuencia umbral.0,8 pts
b
¿Qué potencial será necesario para detener a los electrones si la frecuencia de la radiación se duplica?0,7 pts
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Ejercicio 1

1
2 puntos
El radio de Júpiter es 11,211{,}2 veces mayor que el radio de la Tierra y la masa de Júpiter es 318318 veces la masa de la Tierra. Determine:
a
El valor de la gravedad en la superficie de Júpiter.1 pt
b
La velocidad de escape desde la superficie de Júpiter.1 pt
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Ejercicio 2

2
3 puntos
a
Dos cargas puntuales de 3 μC3\,\mu\text{C} están en los puntos de coordenadas (0,3)(0, 3) y (0,−3)(0, -3) (unidades en el S.I.). En el punto (6,0)(6, 0) existe otra carga de valor QQ. Sabiendo que el trabajo que hay que realizar para traer una carga desde el infinito hasta el punto (0,0)(0, 0) es cero, halle el valor de la carga QQ. Considere el origen de potencial en el infinito.1 pt
b
En dos de los vértices de un cuadrado de 32 cm32\,\text{cm} lado se sitúan dos hilos conductores rectilíneos perpendiculares al plano del papel. Dichos conductores están recorridos por una intensidad de corriente I=0,2 AI = 0{,}2\,\text{A}, que se dirige hacia el observador como se muestra en la figura. Determine el valor del campo magnético B⃗\vec{B} en el origen de coordenadas. Haga un dibujo esquemático.1 pt
Diagrama de dos conductores con corriente saliente situados en los vértices de un cuadrado en el plano xy.
c
¿Puede ser distinta de cero la fuerza electromotriz inducida sobre una espira en un instante en el que el flujo magnético sea nulo? Razone la respuesta.1 pt
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Ejercicio 3

3
1,5 puntos
Durante una fuerte explosión, un detector situado a 35 m35\,\text{m} mide una intensidad sonora de 80 W m−280\,\text{W m}^{-2}. Determine:
Datos
  • Intensidad física umbral I0=10−12 W m−2I_0 = 10^{-12}\,\text{W m}^{-2}
a
La potencia del sonido producido por la explosión.0,75 pts
b
El nivel de intensidad sonora en un punto situado a 600 m600\,\text{m} de la explosión.0,75 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
a
Un rayo de luz que se propaga en el aire, incide sobre la superficie del agua (n=1,33n = 1{,}33). Calcule el ángulo de incidencia para que los rayos reflejado y refractado formen un ángulo de 90∘90^\circ.1 pt
b
¿Cuál debe ser la longitud mínima de un espejo plano colocado verticalmente en una pared para que una persona de altura HH, situada frente a él, pueda verse completamente? ¿Depende dicho valor de la distancia entre la persona y el espejo? Razone la respuesta mediante un trazado de rayos.1 pt
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Ejercicio 5

5
1,5 puntos
a
Razone si es verdadera o falsa la afirmación: “La actividad de una muestra radiactiva depende únicamente de su constante de desintegración. Por tanto, es independiente de la masa que se tenga de la sustancia”.0,75 pts
b
La semivida o periodo de semidesintegración de un isótopo radiactivo es 10 horas10\,\text{horas}. ¿Qué porcentaje de la masa inicial queda después de 24 horas24\,\text{horas}?0,75 pts
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