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la cuevadel empollón
FísicaCantabriaPAU 2010Ordinaria

Física · Cantabria 2010

5 ejercicios

Instrucciones

Elegir una de las dos opciones. No deben resolverse cuestiones de opciones diferentes.
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Ejercicio 1

1
2 puntos
Cuestiones
Datos
  • aceleración de la gravedad en la superficie terrestre =9,8 m/s2= 9{,}8\,\text{m/s}^2
  • masa de Neptuno =1,02⋅1026 kg= 1{,}02 \cdot 10^{26}\,\text{kg}
  • radio Neptuno =2,48⋅104 km= 2{,}48 \cdot 10^4\,\text{km}
  • constante de gravitación universal G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
a
¿Cuál es la masa de un cuerpo que en la superficie terrestre pesa 980 N980\,\text{N}?0,5 pts
b
¿Cuánto pesaría ese cuerpo en la superficie de Neptuno?0,5 pts
c
Hallar la velocidad de escape desde la superficie de Neptuno.1 pt
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Cuestiones
a
Explicar en qué consiste la hipermetropía.1 pt
b
¿Con qué tipo de lentes se corrige este defecto visual?0,5 pts
c
¿Causa este defecto más problemas al conducir un coche o al leer un mensaje en el móvil? Razonar la respuesta.0,5 pts
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Una partícula se mueve en el eje OX y realiza un movimiento armónico simple entre los puntos x=0 mx = 0\,\text{m} y x=10 mx = 10\,\text{m}. En el instante inicial pasa por x=5 mx = 5\,\text{m} con velocidad v⃗=20i⃗ m/s\vec{v} = 20\vec{i}\,\text{m/s}.
a
Calcular el periodo del movimiento.0,5 pts
b
Calcular la posición de la partícula en función del tiempo.0,5 pts
c
Realizar una gráfica de la posición de la partícula en función del tiempo.0,5 pts
d
Calcular la velocidad de la partícula en función del tiempo.0,5 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Cuestiones
Un electrón se mueve en línea recta con velocidad constante v⃗=5i⃗ m/s\vec{v} = 5\vec{i}\,\text{m/s} bajo la acción de un campo eléctrico y un campo magnético uniformes. El campo magnético es B⃗=0,1j⃗ T\vec{B} = 0{,}1\vec{j}\,\text{T}.
Datos
  • carga del electrón =1,6⋅10−19 C= 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
a
Calcular el valor y la dirección de la fuerza magnética que actúa sobre el electrón.1 pt
b
Calcular el valor y la dirección del campo eléctrico.1 pt
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Cuestiones
Un material, cuya frecuencia umbral para el efecto fotoeléctrico es 1015 Hz10^{15}\,\text{Hz}, se analiza con un instrumento que dispone de una lámpara que emite luz de longitud de onda de 100 nm100\,\text{nm}.
Datos
  • constante de Planck h=6,6⋅10−34 J sh = 6{,}6 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • velocidad de la luz c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • 1 nm=10−9 m1\,\text{nm} = 10^{-9}\,\text{m}
a
Hallar la energía de los correspondientes fotones.0,5 pts
b
¿Cuántos electrones puede arrancar del material un fotón de la lámpara?0,5 pts
c
Hallar la energía cinética máxima de los electrones emitidos.1 pt
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Ejercicio 1

1
2 puntos
Cuestiones
Datos
  • masa de Neptuno =1,02⋅1026 kg= 1{,}02 \cdot 10^{26}\,\text{kg}
  • radio Neptuno =2,48⋅104 km= 2{,}48 \cdot 10^4\,\text{km}
  • constante de gravitación universal G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
a
Explicar qué son las líneas de campo eléctrico.1 pt
b
¿En qué se diferencia el dibujo de las líneas de campo eléctrico de un protón del dibujo de las líneas de campo gravitatorio de una masa puntual?0,5 pts
c
Hallar el valor del campo gravitatorio de Neptuno en su superficie.0,5 pts
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Cuestiones
Un objeto se sitúa a 2 m2\,\text{m} de un espejo esférico cóncavo de radio 1 m1\,\text{m}.
Datos
  • Nota: explicar el procedimiento seguido para trazar los rayos y razonar las respuestas
Diagrama de un objeto frente a un espejo esférico cóncavo con los puntos C (centro) y F (foco) marcados.
a
Obtener la imagen del objeto mediante trazado de rayos.1 pt
b
Indicar si la imagen es real o virtual, derecha o invertida, mayor o menor que el objeto.1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Por una cuerda se propaga una onda armónica, cuya expresión matemática en unidades del SI (Sistema Internacional) es:y(x,t)=3sen⁡(π(t4−x8)) y(x, t) = 3 \operatorname{sen} \left(\pi \left(\frac{t}{4} - \frac{x}{8}\right)\right)
a
Determinar la amplitud y la longitud de onda.0,5 pts
b
Hallar el periodo de la onda y la frecuencia.0,5 pts
c
Hallar la velocidad de propagación y el sentido.0,5 pts
d
Hallar la velocidad transversal máxima de un punto de la cuerda.0,5 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Cuestiones
Un átomo de hidrógeno se compone de un electrón y un protón separados por una distancia media de 0,5⋅10−10 m0{,}5 \cdot 10^{-10}\,\text{m}.
Datos
  • masa del electrón me−=9,1⋅10−31 kgm_{e^-} = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • masa del protón mp+=1,7⋅10−27 kgm_{p^+} = 1{,}7 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • carga del electrón y del protón qp+=−qe−=1,6⋅10−19 Cq_{p^+} = -q_{e^-} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • constante de gravitación universal G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • constante de Coulomb k=9⋅109 N m2 C−2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
a
Hallar la fuerza gravitatoria y la fuerza eléctrica (fuerza de Coulomb) entre ambos.1 pt
b
Dada la magnitud de estas fuerzas, ¿por qué no se considera la fuerza eléctrica para describir el movimiento de la Tierra en torno al Sol si ambos están formados por protones y electrones?0,5 pts
c
Hallar la velocidad del electrón si se supone que describe una órbita circular alrededor del protón inmóvil.0,5 pts
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Cuestiones
Un residuo de una unidad de medicina nuclear contiene 8⋅10188 \cdot 10^{18} átomos de una sustancia radiactiva cuyo periodo de semidesintegración es de 2020 años.
a
Hallar la actividad inicial de la muestra.1 pt
b
Hallar la actividad al cabo de 6060 años.0,5 pts
c
Hallar el número de átomos que se han desintegrado al cabo de 6060 años.0,5 pts
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