Física · Comunidad Valenciana 2016

Se sitúan dos cuerpos de masa $m_1 = 2\,\text{kg}$ y $m_2 = 4\,\text{kg}$ en dos vértices de un triángulo equilátero de lado $d = 2\,\text{m}$. Calcula:

Deduce razonadamente la expresión que relaciona el radio y el periodo de una órbita circular. El planeta Júpiter tarda $4300$ días terrestres en describir una órbita alrededor del Sol. Calcula el radio de esa órbita suponiendo que es circular.

Define periodo y amplitud de un oscilador armónico. En las gráficas (a) y (b) se representan las posiciones, $y(t)$, frente al tiempo de dos osciladores. ¿Cuál de ellos tiene mayor frecuencia? Justifica la respuesta.

Una persona de masa $70\,\text{kg}$ está de pie en una plataforma que oscila verticalmente alrededor de su posición de equilibrio, comportándose como un oscilador armónico simple. Su posición inicial es $y(0) = A \sen(\pi/3)$ donde $A = 1{,}5\,\text{cm}$, y su velocidad inicial $v_y(0) = 0{,}6 \cos(\pi/3)\,\text{m/s}$. Calcula razonadamente:

Se tiene un objeto real y una lente convergente en aire, y se desea formar una imagen virtual, derecha y mayor. ¿Dónde habría que colocar dicho objeto? Responde utilizando el trazado de rayos. Explica la trayectoria de cada uno de los rayos.

Un rayo incide sobre la superficie de separación de dos medios. El primer medio tiene un índice de refracción $n_1$, el segundo un índice de refracción $n_2$, de tal forma que $n_1 < n_2$, ¿se puede producir el fenómeno de reflexión total? Y si ocurriese que $n_1 = 1{,}6$ y $n_2 = 1{,}3$, ¿cuál sería el ángulo límite? Razona las respuestas.

Un electrón entra en una región del espacio donde existe un campo magnético uniforme $\vec{B}$. ¿Qué tipo de trayectoria describirá dentro del campo magnético si su velocidad es paralela a dicho campo? ¿Y si su velocidad es perpendicular al campo? Razona las respuestas.

Tres cargas eléctricas iguales de valor $3\,\mu\text{C}$ se sitúan en los puntos $(1,0)$, $(-1,0)$ y $(0,-1)$.

Para el estudio de tumores mediante tomografía de emisión, se utiliza el isótopo radiactivo ${}^{18}_{9}\text{F}$, que se desintegra según la reacción ${}^{18}_{9}\text{F} \rightarrow {}^{18}_{8}\text{O} + Y$. Se genera una muestra inyectable cuya actividad inicial es $A_0 = 800\,\text{MBq}$. Para que el producto sea efectivo (pueda efectuarse la tomografía) la muestra debe inyectarse al paciente con una actividad mínima $A = 300\,\text{MBq}$.

Un electrón se mueve a una velocidad $v = 0{,}9c$. Calcula la energía en reposo, la energía total y la energía cinética relativista.

En una experiencia de efecto fotoeléctrico, se hace incidir luz de longitud de onda $\lambda_1$ sobre una placa de potasio y se emiten electrones cuya velocidad máxima es $v_1$. Si la longitud de onda umbral para el potasio es $\lambda_0$ y la luz incidente tiene una longitud de onda $\lambda_2$ tal que $\lambda_0 > \lambda_2 > \lambda_1$, la velocidad máxima, $v_2$, de los electrones, ¿será mayor o menor que $v_1$? Razona la respuesta.

Define la energía de enlace por nucleón. La energía de enlace por nucleón del hierro ${}^{56}\text{Fe}$ es de $8{,}79\,\text{MeV/nucleón}$ y disminuye progresivamente al aumentar el número de nucleones hasta alcanzar los $7{,}59\,\text{MeV/nucleón}$ para el uranio ${}^{235}\text{U}$. Explica cuál de los dos núcleos es más estable y por qué es posible obtener energía al fisionar átomos de uranio. Razona las respuestas.