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la cuevadel empollón
FísicaGaliciaPAU 2024Extraordinaria

Física · Galicia 2024

8 ejercicios

Instrucciones

El examen consta de 8 preguntas de 2 puntos, de las que podrá responder un MÁXIMO DE 5, combinadas como quiera. Si responde más preguntas de las permitidas, solo serán corregidas las 5 primeras respondidas.

Ejercicio 1

1
2 puntos
Interacción gravitatoria. Responda indicando y justificando la opción correcta.
1.1
Un satélite se mueve en una órbita estable alrededor de un planeta. Su momento angular respecto al centro del planeta: a) aumenta indefinidamente; b) es cero; c) permanece constante.1 pt
1.2
Sea vev_e la velocidad de escape de un cuerpo situado en la superficie de la Tierra. La velocidad de escape del cuerpo, si este se sitúa inicialmente a una altura medida desde la superficie igual a dos radios terrestres, será: a) ve/3v_e / 3; b) ve/2v_e / 2; c) ve/3v_e / \sqrt{3}.1 pt

Ejercicio 2

2
2 puntos
Interacción electromagnética. Responda indicando y justificando la opción correcta.
2.1
Si la fuerza eléctrica que una carga puntual Q1Q_1 de −8 C-8\,\text{C} situada en el punto P1P_1 ejerce sobre otra carga Q2Q_2, también puntual, de −5 C-5\,\text{C}, situada en P2P_2 vale 100i⃗ N100\vec{i}\,\text{N}, la intensidad de campo eléctrico de la carga Q1Q_1 en el punto P2P_2 es: a) 20i⃗ N/C20\vec{i}\,\text{N/C}; b) −12,5i⃗ N/C-12{,}5\vec{i}\,\text{N/C}; c) −20i⃗ N/C-20\vec{i}\,\text{N/C}.1 pt
2.2
Una espira se coloca perpendicularmente a un campo magnético uniforme. ¿En qué caso será mayor la f.e.m. inducida por la espira?: a) si el campo magnético disminuye linealmente de 300 mT300\,\text{mT} a 00 en 1 ms1\,\text{ms}; b) si el campo magnético aumenta linealmente de 1 T1\,\text{T} a 1,2 T1{,}2\,\text{T} en 1 ms1\,\text{ms}; c) si el campo magnético permanece constante con un valor de 1,5 T1{,}5\,\text{T}.1 pt

Ejercicio 3

3
2 puntos
Ondas y óptica geométrica. Responda indicando y justificando la opción correcta.
3.1
La energía mecánica de un oscilador armónico: a) se duplica cuando se duplica la amplitud de la oscilación; b) se duplica cuando se duplica la frecuencia de la oscilación; c) se cuadriplica cuando se duplica la amplitud de la oscilación.1 pt
3.2
¿A qué distancia de una lente delgada convergente de focal 10 cm10\,\text{cm} se debe situar un objeto para que su imagen real se forme a la misma distancia de la lente?: a) 5 cm5\,\text{cm}; b) 20 cm20\,\text{cm}; c) 10 cm10\,\text{cm}.1 pt

Ejercicio 4

4
2 puntos
Práctica de física del siglo XX. En un experimento sobre el efecto fotoeléctrico en un cierto metal se observó la correlación entre el potencial de frenado, VfrenadoV_{\text{frenado}}, y la frecuencia, ν\nu, de la radiación empleada que muestra la tabla.
Datos
  • ∣qe∣=1,6⋅10−19 C|q_e| = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
VfrenadoV_{\text{frenado}} (V)u u (101410^{14} Hz)
0,1544,000
0,5685,000
0,9826,000
1,3957,000
1,8098,000
a
Represente gráficamente la frecuencia ν\nu en unidades de 1014 Hz10^{14}\,\text{Hz} (eje Y) frente a VfrenadoV_{\text{frenado}} en V\text{V} (eje X) y razone si debe esperarse una ordenada en el origen positiva o negativa.1 pt
b
Deduzca el valor de la constante de Planck a partir de la gráfica.1 pt

Ejercicio 5

5
2 puntos
Problema de interacción gravitatoria. El telescopio espacial Hubble (HST) orbita la Tierra de forma aproximadamente circular a una altura sobre la superficie terrestre de 520 km520\,\text{km}. Calcule:
Datos
  • RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
  • MT=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • 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
el período orbital del HST;1 pt
b
el valor del potencial gravitatorio terrestre en la órbita del HST.1 pt

Ejercicio 6

6
2 puntos
Problema de interacción electromagnética. Un ion KX+\ce{K+} potasio penetra con una velocidad v⃗=8⋅104i⃗ m/s\vec{v} = 8 \cdot 10^4\vec{i}\,\text{m/s} en un campo magnético de intensidad B⃗=0,1k⃗ T\vec{B} = 0{,}1\vec{k}\,\text{T} describiendo una trayectoria circular de 65 cm65\,\text{cm} de diámetro.
Datos
  • ∣qe∣=1,6⋅10−19 C|q_e| = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
a
Calcule la masa del ion potasio.1 pt
b
Determine el módulo, dirección y sentido del campo eléctrico que hay que aplicar en esta región para que el ion no se desvíe.1 pt

Ejercicio 7

7
2 puntos
Problema de ondas y óptica geométrica. Un rayo de luz roja se propaga por un vidrio e incide en la superficie que separa el vidrio del aire con un ángulo de 30∘30^\circ respecto a la dirección normal a la superficie. El índice de refracción del vidrio para la luz roja es 1,601{,}60 y el índice de refracción del aire es 11. Determine:
a
el ángulo que forma el rayo refractado respecto a la dirección normal a la superficie de separación de ambos medios;1 pt
b
el ángulo de incidencia máximo para que el rayo de luz roja pase al aire.1 pt

Ejercicio 8

8
2 puntos
Problema de física del siglo XX. En una pieza extraída de una central nuclear existen 102010^{20} núcleos de un material radiactivo con un período de semidesintegración de 2929 años.
a
Calcule el número de núcleos que se desintegran en el primer año.1 pt
b
Si la pieza es considerada segura cuando su actividad es menor de 600 Bq600\,\text{Bq}, determine cuántos años deben transcurrir para alcanzar ese valor.1 pt