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la cuevadel empollón
FísicaPaís VascoPAU 2014Extraordinaria

Física · País Vasco 2014

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
Un satélite de 2000 kg2000\,\text{kg} de masa gira alrededor de la Tierra en una órbita circular de 2⋅104 km2 \cdot 10^4\,\text{km} de radio.
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N⋅m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N} \cdot \text{m}^2 / \text{kg}^2
  • RT=6,37⋅106 mR_T = 6{,}37 \cdot 10^6\,\text{m}
  • MT=5,97⋅1024 kgM_T = 5{,}97 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
a
¿cuál será el valor de la gravedad en esa órbita?1 pt
b
¿cuánto vale la velocidad angular del satélite?1 pt
c
Si por alguna circunstancia la velocidad del satélite se anulara, éste empezaría a caer sobre la Tierra. ¿Con qué velocidad llegará a la superficie terrestre?1 pt
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Ejercicio 2

2
3 puntos
Problemas
Si iluminamos una superficie de metal con luz de λ=512 nm\lambda = 512\,\text{nm}, la energía cinética máxima de los electrones emitidos es de 8,65⋅10−20 J8{,}65 \cdot 10^{-20}\,\text{J}.
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} \cdot \text{s}
  • 1 nm=10−9 m1\,\text{nm} = 10^{-9}\,\text{m}
a
calcular el trabajo de extracción del metal y la frecuencia umbral correspondiente.1 pt
b
calcular la energía cinética máxima de los electrones emitidos si incidimos sobre el mismo metal con luz de λ=365 nm\lambda = 365\,\text{nm}1 pt
c
si se reduce un 50%50\% el valor de la longitud de onda empleada en el apartado b, ¿cómo será la energía cinética máxima de los fotoelectrones emitidos: mayor o menor? ¿Cuántas veces mayor o menor?1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Campos de fuerza conservativos y no conservativos. Energía potencial gravitatoria. Potencial gravitatorio de una masa puntual (o esférica). Energía mecánica total. Principio de conservación de la energía.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Cuestiones
Movimiento armónico simple. Ejemplos. Ecuación. Definición de las magnitudes. Ecuaciones de la velocidad y de la aceleración.
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Ejercicio 1

1
3 puntos
Problemas
Un protón y una partícula alfa, previamente acelerados desde el reposo mediante diferencias de potencial distintas, penetran en una zona del espacio donde existe un campo magnético uniforme B⃗\vec{B} perpendicular al movimiento de ambas partículas. Sabiendo que la velocidad del protón al entrar en el campo magnético es 107 m/s10^7\,\text{m/s}, y que ambas partículas describen una trayectoria circular de igual radio:
Datos
  • Protón: m=1,67⋅10−27 kgm = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • carga = +1,6⋅10−19 C+1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • Partícula alfa: m=6,65⋅10−27 kgm = 6{,}65 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • carga = +3,2⋅10−19 C+3{,}2 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
a
calcular la velocidad de la partícula alfa1 pt
b
calcular la diferencia de potencial con que se ha acelerado cada partícula1 pt
c
elegir dos puntos cualesquiera de la trayectoria de la partícula alfa en el campo magnético y dibujar los siguientes vectores: velocidad de la partícula, fuerza magnética ejercida por el campo sobre la partícula e inducción magnética.1 pt
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Ejercicio 2

2
3 puntos
Problemas
Se dispone de una lente de distancia focal 20 cm20\,\text{cm}. Si se coloca un objeto de 15 cm15\,\text{cm} de altura a 30 cm30\,\text{cm} de la lente:
a
Hacer el diagrama de rayos correspondiente e indicar, de modo cualitativo, las características de la imagen formada (real-virtual, derecha-invertida, más grande-más pequeña) en los siguientes casos:1,5 pts
a.1
la lente es convergente0,75 pts
a.2
la lente es divergente0,75 pts
b
Calcular la posición y el tamaño de la imágenes obtenida en el apartado a1.1,5 pts
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Leyes de Kepler. Enunciados. Deducción de la 3ª 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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