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la cuevadel empollón
FísicaAndalucíaPAU 2021OrdinariaReserva A

Física · Andalucía 2021

8 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
a) Duración: 1 hora y 30 minutos. b) El examen consta de 8 ejercicios (dos ejercicios por cada bloque A, B, C y D). Debe desarrollar en total cuatro ejercicios, elegidos libremente (puede seleccionar más de un ejercicio por bloque). En caso de responder a más ejercicios de los requeridos, serán tenidos en cuenta los 4 respondidos en primer lugar. c) Puede utilizar material de dibujo y calculadora que no sea programable, ni gráfica ni con capacidad para almacenar o transmitir datos. d) Cada ejercicio se calificará entre 0 y 2,5 puntos: apartado (a) hasta 1 punto y (b) hasta 1,5 puntos. e) En cada ejercicio solo se pueden utilizar los datos proporcionados en su enunciado.

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2,5 puntos
Interacción gravitatoria
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
a
Razone la veracidad o falsedad de la siguiente afirmación: “Dos masas de valor mm y 4m4m separadas una distancia dd, generarán un campo gravitatorio nulo en un punto entre ambas situado a una distancia d/3d/3 de la masa más pequeña”.1 pt
b
Dos masas m1=10 kgm_1 = 10\,\text{kg} y m2=30 kgm_2 = 30\,\text{kg} se encuentran situadas en los puntos A(0,0) mA(0,0)\,\text{m} y B(4,3) mB(4,3)\,\text{m}, respectivamente.1,5 pts
b.i
Dibuje el campo gravitatorio debido a las dos masas en el punto C(0,3) mC(0,3)\,\text{m} y determine su valor.
b.ii
Calcule el trabajo que realiza la fuerza gravitatoria cuando una tercera masa m3=2 kgm_3 = 2\,\text{kg} se desplaza desde el punto C(0,3) mC(0,3)\,\text{m} hasta el punto D(4,0) mD(4,0)\,\text{m}.
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2,5 puntos
Interacción electromagnética
a
Por un conductor rectilíneo muy largo circula una corriente eléctrica. Razone, con ayuda de un esquema, la dirección y sentido de la fuerza que actúa sobre una partícula con carga positiva cuando se mueve: i) Paralelamente al conductor en el mismo sentido que la corriente. ii) Perpendicularmente al conductor, acercándose a él.1 pt
b
Un hilo conductor recto de longitud 0,2 m0{,}2\,\text{m} y masa 8⋅10−3 kg8 \cdot 10^{-3}\,\text{kg} está situado a lo largo del eje OX en presencia de un campo magnético uniforme B⃗=0,5 k⃗ T\vec{B} = 0{,}5\,\vec{k}\,\text{T} y del campo gravitatorio terrestre, dirigido en el sentido negativo del eje OY, no existiendo otras fuerzas aplicadas sobre el hilo. Justifique, ayudándose de un esquema, el sentido de la corriente que debe circular por el hilo para que esté en equilibrio, y calcule razonadamente el valor de la intensidad.1,5 pts
Datos
  • g=9,8 m s−2g = 9{,}8\,\text{m s}^{-2}
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Ejercicio 1 · Opción C

1Opción C
2,5 puntos
OndasÓptica geométrica
a
Razone, realizando además el trazado de rayos correspondiente, las características de la imagen producida por una lente divergente.1 pt
b
La imagen formada por una lente convergente se encuentra a 1,5 m1{,}5\,\text{m} detrás de la lente, con un aumento lateral de −0,5-0{,}5.1,5 pts
b.i
Realice el trazado de rayos.
b.ii
Calcule razonadamente la posición del objeto.
b.iii
Calcule razonadamente la distancia focal de la lente.
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Ejercicio 1 · Opción D

1Opción D
2,5 puntos
Física del siglo XX
Datos
  • e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
a
A partir de la ecuación del efecto fotoeléctrico, razone si es cierta o falsa la siguiente afirmación: “La energía cinética máxima de los electrones emitidos varía linealmente con la frecuencia de la luz incidente”.1 pt
b
Para medir el trabajo de extracción de un metal, A, se hace incidir un haz de luz monocromática sobre dos muestras, una de dicho metal, y otra de un metal, B, cuyo trabajo de extracción es de 4,14 eV4{,}14\,\text{eV}. Los potenciales de frenado de los electrones producidos son 9,93 V9{,}93\,\text{V} y 8,28 V8{,}28\,\text{V}, respectivamente. Calcule razonadamente:1,5 pts
b.i
La frecuencia de la luz utilizada.
b.ii
El trabajo de extracción del metal A.
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2,5 puntos
Interacción gravitatoria
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • MT=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
a
Dos satélites idénticos, A y B, están en órbita alrededor de la Tierra, siendo sus órbitas de distinto radio: RA=3RBR_A = 3R_B. Determine la relación entre sus velocidades orbitales y justifique cuál de los dos se mueve a mayor velocidad.1 pt
b
Se pretende poner en órbita un satélite artificial que diariamente dará 10 vueltas a la Tierra.1,5 pts
b.i
¿A qué altura sobre la superficie terrestre se situará?
b.ii
¿Cuál será la velocidad del satélite?
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2,5 puntos
Interacción electromagnética
Datos
  • K=9⋅109 N m2 C−2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
a
Tenemos dos partículas cargadas idénticas separadas una distancia dd. i) ¿Puede ser nulo el campo eléctrico en algún punto próximo a ellas? ii) ¿Y el potencial electrostático? Razone las respuestas.1 pt
b
Una partícula con carga q1=3⋅10−6 Cq_1 = 3 \cdot 10^{-6}\,\text{C} está fija en el punto (2,0) m(2,0)\,\text{m} del plano XY. En el punto (5,0) m(5,0)\,\text{m}, se abandona una partícula con carga q2=5⋅10−6 Cq_2 = 5 \cdot 10^{-6}\,\text{C} y masa m=1,5⋅10−4 kgm = 1{,}5 \cdot 10^{-4}\,\text{kg}. Calcule razonadamente:1,5 pts
b.i
El módulo de la velocidad que adquiere q2q_2 en el infinito si q1q_1 está fija.
b.ii
El valor de la carga q3q_3 que debería tener una tercera partícula situada en el punto (0,0) m(0,0)\,\text{m}, para que q2q_2 no se mueva al ser soltada en el punto (5,0) m(5,0)\,\text{m}.
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Ejercicio 2 · Opción C

2Opción C
2,5 puntos
OndasÓptica geométrica
a
Una onda armónica de amplitud AA y frecuencia ff se propaga por una cuerda con una velocidad vv. Determine los cambios que se producirían en la longitud de onda y la velocidad máxima de oscilación de un punto del medio si, manteniendo constantes el resto de parámetros: i) Se reduce a la mitad la frecuencia. ii) Se aumenta su amplitud al doble.1 pt
b
Una onda, cuya amplitud es de 0,05 m0{,}05\,\text{m} y su número de onda 10π rad m−110\pi\,\text{rad m}^{-1}, se propaga por una cuerda en el sentido positivo del eje xx con una velocidad de 2 m s−12\,\text{m s}^{-1}.1,5 pts
b.i
Determine su ecuación teniendo en cuenta que en el instante inicial el punto x=0 mx = 0\,\text{m} se encuentra en la posición más alta de su oscilación.
b.ii
Razone si los puntos x1=0,6 mx_1 = 0{,}6\,\text{m} y x2=0,9 mx_2 = 0{,}9\,\text{m} están en fase o en oposición de fase.
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Ejercicio 2 · Opción D

2Opción D
2,5 puntos
Física del siglo XX
a
Discuta razonadamente los tipos de emisiones radiactivas que pueden producirse en el núcleo de los átomos y las características que posee cada una de ellas.1 pt
b
El periodo de semidesintegración del X226X22226Ra\ce{^{226}Ra} es de 1602 años. Si se posee una muestra de 240 mg240\,\text{mg}, determine:1,5 pts
b.i
La masa de dicho isótopo que queda sin desintegrar al cabo de 350 años.
b.ii
El tiempo que se requiere para que su actividad se reduzca a la sexta parte.
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