Física · Andalucía 2017

Dos partículas, de masas $m$ y $2m$, se encuentran situadas en dos puntos del espacio separados una distancia $d$. ¿Es nulo el campo gravitatorio en algún punto cercano a las dos masas? ¿Y el potencial gravitatorio? Justifique las respuestas.

Dos masas de $10\,\text{kg}$ se encuentran situadas, respectivamente, en los puntos $(0,0)\,\text{m}$ y $(0,4)\,\text{m}$. Represente en un esquema el campo gravitatorio que crean en el punto $(2,2)\,\text{m}$ y calcule su valor.

Un bloque de acero está situado sobre la superficie terrestre. Indique justificadamente cómo se modificaría el valor de su peso si la masa de la Tierra se redujese a la mitad y se duplicase su radio.

El planeta Mercurio tiene un radio de $2440\,\text{km}$ y la aceleración de la gravedad en su superficie es $3{,}7\,\text{m s}^{-2}$. Calcule la altura máxima que alcanza un objeto que se lanza verticalmente desde la superficie del planeta con una velocidad de $0{,}5\,\text{m s}^{-1}$.

Un haz de electrones atraviesa una región del espacio siguiendo una trayectoria rectilínea. En dicha región hay aplicado un campo electrostático uniforme. ¿Es posible deducir algo acerca de la orientación del campo? Repita el razonamiento para un campo magnético uniforme.

Una bobina, de $10$ espiras circulares de $15\,\text{cm}$ de radio, está situada en una región en la que existe un campo magnético uniforme cuya intensidad varía con el tiempo según: $$B = 2 \cos(2\pi t - \pi/4)\,\text{T}$$ y cuya dirección forma un ángulo de $30^\circ$ con el eje de la bobina. La resistencia de la bobina es $0{,}2\,\Omega$. Calcule el flujo del campo magnético a través de la bobina en función del tiempo y la intensidad de corriente que circula por ella en el instante $t = 3\,\text{s}$.

Discuta la veracidad de las siguientes afirmaciones: i) “Al analizar el movimiento de una partícula cargada positivamente en un campo eléctrico observamos que se desplaza espontáneamente hacia puntos de potencial mayor”; ii) “Dos esferas de igual carga se repelen con una fuerza $F$. Si duplicamos el valor de la carga de cada una de las esferas y también duplicamos la distancia entre ellas, el valor $F$ de la fuerza no varía”.

Se coloca una carga puntual de $4 \cdot 10^{-9}\,\text{C}$ en el origen de coordenadas y otra carga puntual de $-3 \cdot 10^{-9}\,\text{C}$ en el punto $(0,1)\,\text{m}$. Calcule el trabajo que hay que realizar para trasladar una carga de $2 \cdot 10^{-9}\,\text{C}$ desde el punto $(1,2)\,\text{m}$ hasta el punto $(2,2)\,\text{m}$.

Explique la naturaleza de las ondas electromagnéticas e indique las distintas zonas en las que se divide el espectro electromagnético, indicando al menos una aplicación de cada una de ellas.

Una antena de radar emite en el vacío radiación electromagnética de longitud de onda $0{,}03\,\text{m}$, que penetra en agua con un ángulo de incidencia de $20^\circ$ respecto a la normal. Su velocidad en el agua se reduce al $80\,\%$ del valor en el vacío. Calcule el periodo, la longitud de onda y el ángulo de refracción en el agua.

Enuncie las leyes de la reflexión y de la refracción de la luz. Explique la diferencia entre ambos fenómenos.

Sea un recipiente con agua cuya superficie está cubierta por una capa de aceite. Realice un diagrama que indique la trayectoria de los rayos de luz al pasar del aire al aceite y después al agua. Si un rayo de luz incide desde el aire sobre la capa de aceite con un ángulo de $20^\circ$, determine el ángulo de refracción en el agua. ¿Con qué velocidad se desplazará la luz por el aceite?

Describa brevemente las interacciones fundamentales de la naturaleza. Compare su alcance e intensidad.

El periodo de semidesintegración de un núclido radiactivo de masa atómica $109\,\text{u}$, que emite partículas beta, es de $462{,}6$ días. Una muestra cuya masa inicial era de $100\,\text{g}$, tiene en la actualidad $20\,\text{g}$ del núclido original. Calcule la constante de desintegración y la actividad actual de la muestra.

Enuncie el principio de dualidad onda-corpúsculo. Si un electrón y un neutrón se mueven con la misma velocidad, ¿cuál de los dos tiene asociada una longitud de onda menor?

Una lámina metálica comienza a emitir electrones al incidir sobre ella radiación de longitud de onda $2{,}5 \cdot 10^{-7}\,\text{m}$. Calcule la velocidad máxima de los fotoelectrones emitidos si la radiación que incide sobre la lámina tiene una longitud de onda de $5 \cdot 10^{-8}\,\text{m}$.