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la cuevadel empollón
FísicaPaís VascoPAU 2018Ordinaria

Física · País Vasco 2018

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
Dos conductores rectilíneos, verticales y paralelos, distan entre sí 10 cm10\,\text{cm}. Por el primero de ellos circula una corriente I1=20 AI_1 = 20\,\text{A}.
Datos
  • Campo magnético creado por un conductor rectilíneo a una distancia dd: B=μ0⋅I2π⋅dB = \frac{\mu_0 \cdot I}{2\pi \cdot d}
  • μ0=4π⋅10−7 T⋅m⋅A−1\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{T} \cdot \text{m} \cdot \text{A}^{-1}
Diagrama de dos conductores paralelos separados 0,10 m con corriente I1
a
Calcula la corriente que debe circular por el otro conductor para que el campo magnético creado por ambos conductores en un punto 5 cm5\,\text{cm} a la izquierda del segundo conductor sea nulo.1 pt
b
¿Qué valor tendría el campo magnético en el punto medio entre ambos conductores si por el segundo circulara una corriente del mismo valor y sentido contrario que el primero?1 pt
c
Determinar la fuerza por unidad de longitud que se ejercen ambos conductores en las condiciones del apartado b.1 pt
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Ejercicio 2

2
3 puntos
Se dispone de un recipiente lleno de agua, cuya cubierta inferior es de vidrio. Un rayo de luz roja, cuya longitud de onda en el vacío es 650⋅10−9 m650 \cdot 10^{-9}\,\text{m}, atraviesa la cubierta inferior del recipiente, e incide con un ángulo de 45∘45^\circ sobre la superficie de separación entre ambos medios (vidrio y agua).
Datos
  • nagua=1,33n_{\text{agua}} = 1{,}33
  • nvidrio=1,5n_{\text{vidrio}} = 1{,}5
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
a
Determinar el valor de la longitud de onda de la luz roja en el vidrio.1 pt
b
Determinar el valor del ángulo de refracción en el agua, e indicar en un diagrama la trayectoria del rayo al pasar del vidrio al agua.1 pt
c
¿Con qué ángulo debe incidir el rayo de luz en la superficie de separación vidrio-agua para que se produzca el fenómeno de reflexión total?1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Fusión nuclear. Descripción y ejemplos. Bombas y posibles centrales nucleares. Pérdida de masa. Ecuación de Einstein para la energía desprendida.
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Ejercicio 4

4
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 1

1
3 puntos
Un satélite de masa 25.000 kg25.000\,\text{kg} describe una órbita circular alrededor de un cierto planeta P, a una distancia de la superficie de 2,41⋅106 km2{,}41 \cdot 10^6\,\text{km}.
Datos
  • masa del planeta P, MP=6,0⋅1027 kgM_P = 6{,}0 \cdot 10^{27}\,\text{kg}
  • radio del planeta P, RP=7200 kmR_P = 7200\,\text{km}
  • G=6,67⋅10−11 N⋅m2⋅kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N} \cdot \text{m}^2 \cdot \text{kg}^{-2}
a
Halla el periodo orbital del satélite1 pt
b
Halla la energía total del satélite1 pt
c
Determinar el valor de la velocidad de escape desde un punto cualquiera de la superficie del planeta P.1 pt
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Ejercicio 2

2
3 puntos
Sobre una superficie de un cierto metal M, inciden simultáneamente dos radiaciones monocromáticas de longitudes de onda 200 nm200\,\text{nm} y 100 nm100\,\text{nm}, respectivamente. La función trabajo para este metal M es de 8,3 eV8{,}3\,\text{eV}.
Datos
  • 1 eV=1,6⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
  • 1 nm=10−9 m1\,\text{nm} = 10^{-9}\,\text{m}
  • me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • Constante de Planck, h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • Velocidad de la luz en el vacío, c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
a
Determina la frecuencia umbral de efecto fotoeléctrico para dicho metal1 pt
b
¿Habrá emisión fotoeléctrica para las dos longitudes de onda indicadas?1 pt
c
En su caso, calcula la velocidad máxima de los electrones emitidos.1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Movimiento ondulatorio en una dimensión. Ecuación. Definición de las magnitudes. Velocidad de propagación. Distinción entre ondas transversales y ondas longitudinales. Ejemplos.
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Cuestiones
Ley de Faraday y Lenz para la inducción electromagnética. Valor de la fuerza electromotriz inducida. Sentido de la corriente.
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