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la cuevadel empollón
FísicaAsturiasPAU 2017Extraordinaria

Física · Asturias 2017

8 ejercicios

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
1,5 puntos
Un mini-satélite artificial de 310 kg310\,\text{kg} utilizado para aplicaciones de observación de la Tierra con alta resolución, gira en una órbita circular a 600 km600\,\text{km} de altura sobre la superficie terrestre. Calcule:
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2/\text{kg}^2
  • RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
  • MT=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
a
Velocidad en órbita y Periodo orbital0,6 pts
b
Energía potencial y Energía mecánica del mismo.0,6 pts
c
Energía necesaria para que, partiendo de esa órbita se coloque en otra órbita circular a una altura de 1000 km1000\,\text{km}0,3 pts
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
1,5 puntos
El planeta X tiene el mismo radio que la Tierra pero su densidad es el doble de la terrestre. ¿Qué valor tendrá la intensidad del campo gravitatorio en su superficie (gx0)(g_{x0})? ¿A qué altura el valor de gxg_x será el mismo que en la superficie terrestre?
Datos
  • RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
  • gT0=9,8 m⋅s−2g_{T0} = 9{,}8\,\text{m} \cdot \text{s}^{-2}
  • G=6,67⋅10−11 N m2kg−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}
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
3 puntos
Calcule el módulo de la inducción de campo magnético generado por una corriente de 3 A3\,\text{A} que recorre un conductor rectilíneo, en un punto situado a 10 cm10\,\text{cm} de él. ¿Qué fuerza experimenta una carga de 20 μC20\,\mu\text{C} que se mueve, a esa distancia de 10 cm10\,\text{cm}, paralelamente a él en el mismo sentido que la corriente eléctrica con una velocidad de 105 m/s10^5\,\text{m/s}? ¿Será de atracción o repulsión?
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 N⋅A−2\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{N} \cdot \text{A}^{-2}
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
3 puntos
En el seno de un campo magnético B⃗=−10j⃗ (T)\vec{B} = -10\vec{j}\,(\text{T}):
Datos
  • me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • mp=1,67⋅10−27 kgm_p = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • qe=−1,6⋅10−19 Cq_e = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
a
Viaja un electrón con velocidad inicial v⃗=1,5⋅106 i⃗ (m/s)\vec{v} = 1{,}5 \cdot 10^6\,\vec{i}\,(\text{m/s}). Calcule el radio de la trayectoria que describe y dibuje un esquema que indique el sentido de giro.1 pt
b
Viaja un protón con la misma velocidad inicial. Calcule el radio de la trayectoria e indique el sentido de giro al igual que en el apartado anterior.1 pt
c
¿Qué velocidad (módulo, dirección y sentido) debe tener el citado protón para describir una trayectoria de igual radio y sentido que la del electrón?1 pt
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
3,5 puntos
La intensidad física de un sonido que tiene una frecuencia de 1000 Hz1000\,\text{Hz} es de 10−12 W/m210^{-12}\,\text{W/m}^2. Se ha medido experimentalmente la intensidad física del sonido que emite un altavoz, a las distancias de 1 m1\,\text{m}, 1,5 m1{,}5\,\text{m}, 2 m2\,\text{m} y 2,5 m2{,}5\,\text{m} del mismo (se supone que el altavoz es una fuente puntual y que el medio no disipa energía). Posteriormente se han representado gráficamente estos valores de intensidad frente al inverso del cuadrado de la distancia del centro emisor. Se observa en la gráfica que los datos muestran una tendencia lineal cuya pendiente es 31,83 W31{,}83\,\text{W}.
Datos
  • I0=10−12 W/m2I_0 = 10^{-12}\,\text{W/m}^2
  • Área de una esfera =4πr2= 4\pi r^2
Gráfica de la intensidad del sonido ($W/m^2$) frente al inverso del cuadrado de la distancia ($m^{-2}$) con ajuste lineal $y = 31{,}856x$.
a
Determine el nivel de intensidad sonora de este sonido1 pt
b
Cuanto aumenta el nivel de intensidad si la intensidad física del sonido se multiplica por cien.1 pt
c
Determine el nivel de intensidad sonora si los dos sonidos anteriores se emiten simultáneamente.1 pt
d
Determine la potencia sonora del altavoz.0,5 pts
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
3,5 puntos
Tenemos una imagen luminosa de 2 cm2\,\text{cm} que está situada a 4 m4\,\text{m} de distancia a la izquierda de una pantalla. Se necesita colocar una lente (convergente o divergente), entre la imagen luminosa y la pantalla, de tal manera que la imagen que se refleje en la pantalla sea 3 veces mayor que la original y que esté invertida.
a
Determine la posición del objeto respecto a la lente, y la clase de lente necesaria.1 pt
b
Determine la distancia focal de la lente1 pt
c
Realice la construcción geométrica de la imagen.1,5 pts
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
El isótopo 84210Po{}^{210}_{84}\text{Po}, que emite partículas alfa, es un contaminante natural del tabaco como ya publicaba la prestigiosa revista científica “Science” en Enero de 1964.
Datos
  • Número de Avogadro =6,022⋅1023= 6{,}022 \cdot 10^{23}
a
Defina el concepto de isótopo.0,25 pts
b
Indique cuantos protones y neutrones tiene este isótopo0,25 pts
c
Considerando que el periodo de semidesintegración de este isótopo es de 138,39138{,}39 días, ¿Cuál la constante de desintegración o decaimiento de este isótopo?0,25 pts
d
Defina la constante de desintegración y explica de qué factores depende.0,25 pts
e
Calcule la actividad que tiene inicialmente una muestra de 2 μg2\,\mu\text{g} de 84210Po{}^{210}_{84}\text{Po}.0,5 pts
f
Calcule la actividad de la anterior muestra después de que haya transcurrido 1 año.0,5 pts
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
Los fotoelectrones emitidos por una superficie metálica de aluminio tienen una energía cinética máxima de 10−20 J10^{-20}\,\text{J} para una radiación incidente de 1015 Hz10^{15}\,\text{Hz}. Calcule:
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
a
El trabajo de extracción o función de trabajo0,75 pts
b
La longitud de onda umbral0,75 pts
c
Cuando la superficie del metal se ha oxidado, la energía cinética máxima para la misma luz incidente se reduce. Razone cómo cambian, debido a la oxidación del metal, la frecuencia umbral de emisión y la función trabajo.0,5 pts
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