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la cuevadel empollón
FísicaCastilla y LeónPAU 2010OrdinariaVariante 1

Física · Castilla y León 2010

5 ejercicios

Instrucciones

Datos
  • g0=9,8 m/s2g_0 = 9{,}8\,\text{m/s}^2
  • 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=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • K0=1/(4πϵ0)=9⋅109 N⋅m2/C2K_0 = 1/(4\pi\epsilon_0) = 9 \cdot 10^9\,\text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2
  • μ0=4π⋅10−7 N/A2\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}
  • c0=3⋅108 m/sc_0 = 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 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}
El examen incluye tabla constantes como anexo. 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: Todos los ejercicios se puntuarán de la misma manera: sobre un máximo de 2 puntos. 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 última página dispone de una tabla de constantes físicas, donde podrá encontrar (en su caso) los valores que necesite.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2 puntos
La distancia media entre la Luna y la Tierra es RT-L=3,84⋅108 mR_{\text{T-L}} = 3{,}84 \cdot 10^8\,\text{m}, y la distancia media entre la Tierra y el Sol es RT-S=1496⋅108 mR_{\text{T-S}} = 1496 \cdot 10^8\,\text{m}. La Luna tiene una masa ML=7,35⋅1022 kgM_{\text{L}} = 7{,}35 \cdot 10^{22}\,\text{kg} y el Sol MS=1,99⋅1030 kgM_{\text{S}} = 1{,}99 \cdot 10^{30}\,\text{kg}. Considere las órbitas circulares y los astros puntuales.
a
Comparando la velocidad lineal de los astros en sus órbitas respectivas determine cuántas veces más rápido se desplaza la Tierra alrededor del Sol que la Luna alrededor de la Tierra.1 pt
b
En el alineamiento de los tres astros durante un eclipse de Sol (cuando la posición de la Luna se interpone entre la Tierra y el Sol), calcule la fuerza neta que experimenta la Luna debido a la acción gravitatoria del Sol y de la Tierra. Indique el sentido (signo) de dicha fuerza.1 pt
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Ejercicio 2

2
2 puntos
a
¿Qué es una onda estacionaria? ¿Cómo se forma?1 pt
b
¿Qué son los nodos de una onda estacionaria? ¿Qué son los vientres, crestas o antinodos?1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Realice un esquema ilustrativo en ambos casos.
a
¿En qué consiste la miopía? ¿Cómo se corrige?1 pt
b
¿En qué consiste la hipermetropía? ¿Cómo se corrige?1 pt
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Ejercicio 4

4
2 puntos
a
Enuncie la ley de Faraday de la inducción electromagnética.1 pt
b
El flujo magnético que atraviesa una espira varía con el tiempo de acuerdo con la expresión:φ=10⋅t3−4⋅t2+t(S.I.)\varphi = 10 \cdot t^3 - 4 \cdot t^2 + t \quad \text{(S.I.)}Deduzca el valor de la fuerza electromotriz inducida al cabo de 2 s2\,\text{s}.1 pt
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Al iluminar la placa de una célula fotoeléctrica con una radiación de nmnm de longitud de onda, se observa que la velocidad máxima de los fotoelectrones emitidos es el doble que cuando la placa se ilumina con otra radiación de 500 nm500\,\text{nm}.
a
Determine el trabajo de extracción.1 pt
b
Calcule el potencial de detención necesario para anular la corriente en ambos casos.1 pt
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Ejercicio 1

1
2 puntos
La Luna tiene una masa ML=7,35⋅1022 kgM_{\text{L}} = 7{,}35 \cdot 10^{22}\,\text{kg} y un radio RL=1,74⋅106 mR_{\text{L}} = 1{,}74 \cdot 10^6\,\text{m}. Determine:
a
La distancia que recorre un cuerpo que cae libremente en la proximidad de su superficie.1 pt
b
El trabajo necesario para levantar un cuerpo de 50 kg50\,\text{kg} hasta una altura de 10 m10\,\text{m}.1 pt
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Considere un sistema formado por dos muelles, de constantes elásticas k1=20 N/mk_1 = 20\,\text{N/m} y k2=15 N/mk_2 = 15\,\text{N/m}, y un bloque. En la figura de la izquierda se muestra su posición de equilibrio x=0x = 0. En la figura de la derecha, el bloque se ha desplazado una distancia x=30 cmx = 30\,\text{cm} con respecto a dicha posición de equilibrio.
Bloque en equilibrio entre dos muelles k1 y k2 en x=0
Bloque desplazado x=30 cm comprimiendo el muelle k1 y estirando k2
a
Determine la fuerza total ejercida por los dos muelles sobre el bloque.1 pt
b
Calcule la energía potencial del sistema.1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Un objeto está delante de una lente convergente. Explique, mediante un dibujo, cómo es la imagen de dicho objeto en los casos siguientes:
a
El objeto está a una distancia de la lente inferior a su distancia focal.0,5 pts
b
El objeto está a una distancia de la lente superior a su distancia focal.1,5 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Un electrón se mueve en el seno de un campo magnético uniforme B⃗\vec{B} con una velocidad perpendicular a dicho campo y de valor v=20000 km/sv = 20000\,\text{km/s}, describiendo un arco de circunferencia de radio R=0,5 mR = 0{,}5\,\text{m}.
a
Determine el valor del campo BB.1 pt
b
Si la velocidad del electrón formara un ángulo de 45∘45^\circ con B⃗\vec{B} ¿cómo sería la trayectoria?1 pt
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Ejercicio 5

5
2 puntos
a
¿Cómo es posible que el núcleo atómico sea estable teniendo en cuenta que los protones tienden a repelerse entre sí debido a la interacción electrostática?1 pt
b
La masa del núcleo del átomo X14X2214N\ce{^{14}N} es 14,0031 u14{,}0031\,\text{u}, la masa del protón es mp=1,0073 um_p = 1{,}0073\,\text{u} y la masa del neutrón es mn=1,0087 um_n = 1{,}0087\,\text{u}. Calcule su energía de enlace.1 pt
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