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la cuevadel empollón
FísicaMadridPAU 2011Ordinaria

Física · Madrid 2011

10 ejercicios90 min de duración

Ejercicio 1 · A · Cuestiones

1A · Cuestiones
2 puntos
Un satélite que gira con la misma velocidad angular que la Tierra (geoestacionario) de masa m=5×103kgm = 5 \times 10^3\,\text{kg}, describe una órbita circular de radio r=3,6×107mr = 3{,}6 \times 10^7\,\text{m}. Determine:
a)1 pts
La velocidad areolar del satélite.
b)1 pts
Suponiendo que el satélite describe su órbita en el plano ecuatorial de la Tierra, determine el módulo, la dirección y el sentido del momento angular respecto de los polos de la Tierra.

Ejercicio 1 · A · problemas

1A · problemas
2 puntos
Problemas
Se tiene una masa m=1kgm = 1\,\text{kg} situada sobre un plano horizontal sin rozamiento unida a un muelle, de masa despreciable, fijo por su otro extremo a la pared. Para mantener estirado el muelle una longitud x=3cmx = 3\,\text{cm}, respecto de su posición de equilibrio, se requiere una fuerza de F=6NF = 6\,\text{N}. Si se deja el sistema masa-muelle en libertad:
a)0,5 pts
¿Cuál es el periodo de oscilación de la masa?
b)0,5 pts
Determine el trabajo realizado por el muelle desde la posición inicial, x=3cmx = 3\,\text{cm}, hasta su posición de equilibrio, x=0x = 0.
c)0,5 pts
¿Cuál será el módulo de la velocidad de la masa cuando se encuentre a 1cm1\,\text{cm} de su posición de equilibrio?
d)0,5 pts
Si el muelle se hubiese estirado inicialmente 5cm5\,\text{cm}, ¿cuál sería su frecuencia de oscilación?

Ejercicio 1 · B · Cuestiones

1B · Cuestiones
2 puntos
Se sitúa un objeto de 3,5cm3{,}5\,\text{cm} delante de la superficie cóncava de un espejo esférico de distancia focal 9,5cm9{,}5\,\text{cm}, y se produce una imagen de 9,5cm9{,}5\,\text{cm}.
a)1 pts
Calcule la distancia a la que se encuentra el objeto de la superficie del espejo.
b)1 pts
Realice el trazado de rayos y determine si la imagen formada es real o virtual.

Ejercicio 1 · B · problemas

1B · problemas
2 puntos
Problemas
Sabiendo que el periodo de revolución lunar es de 27,3227{,}32 días y que el radio de la órbita es RL=3,84×108mR_L = 3{,}84 \times 10^8\,\text{m}, calcule:
a)0,5 pts
La constante de gravitación universal, GG (obtener su valor a partir de los datos del problema).
b)0,5 pts
La fuerza que la Luna ejerce sobre la Tierra y la de la Tierra sobre la Luna.
c)0,5 pts
El trabajo necesario para llevar un objeto de 5000kg5000\,\text{kg} desde la Tierra hasta la Luna. (Despreciar los radios de la Tierra y de la Luna, en comparación con su distancia)
d)0,5 pts
Si un satélite se sitúa entre la Tierra y la Luna a una distancia de la Tierra de RL/4R_L / 4, ¿cuál es la relación de fuerzas debidas a la Tierra y a la Luna?

Ejercicio 2 · A · Cuestiones

2A · Cuestiones
2 puntos
Una onda transversal de amplitud A=5cmA = 5\,\text{cm} que se propaga por un medio material tarda 2s2\,\text{s} en recorrer una distancia de 50cm50\,\text{cm}, y sus puntos más próximos de igual fase distan entre si 25cm25\,\text{cm}. Determine:
a)1 pts
La expresión matemática de la función de onda si en el instante t=0t = 0 la elongación en el origen, x=0x = 0, es nula.
b)1 pts
La aceleración de un punto de la onda situado en x=25cmx = 25\,\text{cm}, en el instante t=1st = 1\,\text{s}.

Ejercicio 2 · A · problemas

2A · problemas
2 puntos
Problemas
Un electrón que se mueve con velocidad v=5×103m/s\vec{v} = 5 \times 10^3\,\text{m/s} en el sentido positivo del eje X entra en una región del espacio donde hay un campo magnético uniforme B=102T\vec{B} = 10^{-2}\,\text{T} dirigido en el sentido positivo del eje Z.
a)0,5 pts
Calcule la fuerza F\vec{F} que actúa sobre el electrón.
b)0,5 pts
Determine el radio de la órbita circular que describirá el electrón.
c)0,5 pts
¿Cuál es la velocidad angular del electrón?
d)0,5 pts
Determine la energía del electrón antes y después de penetrar en la región del campo magnético.

Ejercicio 2 · B · Cuestiones

2B · Cuestiones
2 puntos
Un altavoz emite con una potencia de 80W80\,\text{W}. Suponiendo que el altavoz es una fuente puntual y sabiendo que las ondas sonoras son esféricas, determine:
a)1 pts
La intensidad de la onda sonora a 10m10\,\text{m} del altavoz.
b)1 pts
¿A qué distancia de la fuente el nivel de intensidad sonora es de 60dB60\,\text{dB}?

Ejercicio 2 · B · problemas

2B · problemas
2 puntos
Problemas
Considérese un conductor esférico de radio R=10cmR = 10\,\text{cm}, cargado con una carga q=5nCq = 5\,\text{nC}.
a)0,5 pts
Calcule el campo electrostático creado en los puntos situados a una distancia del centro de la esfera de 55 y 15cm15\,\text{cm}.
b)0,5 pts
¿A qué potencial se encuentran los puntos situados a 10cm10\,\text{cm} del centro de la esfera?
c)0,5 pts
¿Y los situados a 15cm15\,\text{cm} del centro de la esfera?
d)0,5 pts
¿Qué trabajo es necesario realizar para traer una carga de 2nC2\,\text{nC} desde el infinito a una distancia de 10cm10\,\text{cm} del centro de la esfera?

Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
Considérese un haz de luz monocromática, cuya longitud de onda en el vacío es λ0=600nm\lambda_0 = 600\,\text{nm}. Este haz incide, desde el aire, sobre la pared plana de vidrio de un acuario con un ángulo de incidencia de 3030^\circ. Determine:
a)1 pts
El ángulo de refracción en el vidrio, sabiendo que su índice de refracción es n1=1,5n_1 = 1{,}5.
b)1 pts
La longitud de onda de dicho haz en el agua, sabiendo que su índice de refracción es n2=1,33n_2 = 1{,}33.

Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Se tiene una muestra de 80mg80\,\text{mg} del isótopo X88226X2882226Ra\ce{^{226}_{88}Ra} cuya vida media es de 16001600 años.
a)1 pts
¿Cuánta masa de dicho isótopo quedará al cabo de 500500 años?
b)1 pts
¿Qué tiempo se requiere para que su actividad se reduzca a la cuarta parte?