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la cuevadel empollón
FísicaAndalucíaPAU 2010ExtraordinariaReserva A

Física · Andalucía 2010

4 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
a) Duración: 1 hora y 30 minutos. b) Debe desarrollar las cuestiones y problemas de una de las dos opciones. c) Puede utilizar calculadora no programable, ni gráfica ni con capacidad para almacenar o transmitir datos. d) Cada cuestión o problema se calificará entre 0 y 2,5 puntos (1,25 puntos cada uno de sus apartados).
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
a
Explique qué se entiende por velocidad orbital y deduzca su expresión para un satélite que describe una órbita circular alrededor de la Tierra.1,25 pts
b
Razone cómo variaría la energía mecánica del satélite si se duplicara su masa.1,25 pts

Ejercicio 2

2
2,5 puntos
a
Explique la hipótesis de de Broglie.1,25 pts
b
Considere un haz de protones y un haz de electrones de igual energía cinética. Razone cuál de ellos tiene mayor longitud de onda.1,25 pts

Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Un bloque de 8 kg8\,\text{kg} desliza por una superficie horizontal sin rozamiento con una velocidad de 10 m s−110\,\text{m s}^{-1} e incide sobre el extremo libre de un resorte, de masa despreciable y constante elástica k=400 N m−1k = 400\,\text{N m}^{-1}, colocado horizontalmente.
a
Analice las transformaciones de energía que tienen lugar desde un instante anterior al contacto del bloque con el resorte hasta que éste, tras comprimirse, recupera la longitud inicial.1,25 pts
b
Calcule la compresión máxima del resorte. ¿Qué efecto tendría la existencia de rozamiento entre el bloque y la superficie?1,25 pts

Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Considere los dos hilos conductores rectilíneos e indefinidos mostrados en la figura. Por el hilo 1 circula una corriente de intensidad I1=10 AI_1 = 10\,\text{A} dirigida en el sentido positivo del eje Z.
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 T m A−1\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{T m A}^{-1}
Diagrama de dos hilos conductores paralelos al eje Z, separados por una distancia de 0,1 m en el eje Y.

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
a
Explique el fenómeno de dispersión de la luz.1,25 pts
b
¿Qué es el índice de refracción de un medio? Razone cómo cambian la frecuencia y la longitud de onda de una luz láser al pasar del aire al interior de una lámina de vidrio.1,25 pts

Ejercicio 2

2
2,5 puntos
a
Explique la interacción de un conjunto de cargas puntuales.1,25 pts
b
Considere dos cargas eléctricas +Q+Q y −Q-Q, situadas en dos puntos A y B. Razone cuál sería el potencial electrostático en el punto medio del segmento que une los puntos A y B. ¿Puede deducirse de dicho valor que el campo eléctrico es nulo en dicho punto?1,25 pts

Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Dos masas puntuales m=10 kgm = 10\,\text{kg} y m′=5 kgm' = 5\,\text{kg} están situadas en los puntos (0,3) m(0,3)\,\text{m} y (4,0) m(4,0)\,\text{m}, respectivamente.
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
a
Dibuje el campo gravitatorio producido por cada una de las masas en el punto A (0,0) m(0,0)\,\text{m} y en el punto B (4,3) m(4,3)\,\text{m} y calcule el campo gravitatorio total en ambos puntos.1,25 pts
b
Determine el trabajo necesario para desplazar una partícula de 0,5 kg0{,}5\,\text{kg} desde el punto B hasta el A. Discuta el signo de este trabajo y razone si su valor depende de la trayectoria seguida.1,25 pts

Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Para controlar la fusión nuclear se está construyendo en Cadarache (Francia) el ITER (Reactor Internacional de Fusión Termonuclear). Se pretende fusionar deuterio, X12X2122H\ce{^{2}_{1}H}, y tritio, X13X2123H\ce{^{3}_{1}H}, para dar lugar a helio X24X2224He\ce{^{4}_{2}He}.
Datos
  • c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • m(X12X2122H)=2,01474 um(\ce{^{2}_{1}H}) = 2{,}01474\,\text{u}
  • m(X13X2123H)=3,01700 um(\ce{^{3}_{1}H}) = 3{,}01700\,\text{u}
  • m(X24X2224He)=4,00388 um(\ce{^{4}_{2}He}) = 4{,}00388\,\text{u}
  • m(X01X2021n)=1,0087 um(\ce{^{1}_{0}n}) = 1{,}0087\,\text{u}
  • 1 u=1,67⋅10−27 kg1\,\text{u} = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
a
Escriba la reacción nuclear.1,25 pts
b
Determine la energía liberada en la formación de 0,1 g0{,}1\,\text{g} de X24X2224He\ce{^{4}_{2}He}.1,25 pts