Física · Comunidad Valenciana 2017

Calcula razonadamente la velocidad de escape desde la superficie de un planeta cuyo radio es 2 veces el de la Tierra y su masa es 8 veces la de la Tierra.

Un esquiador puede utilizar dos rutas diferentes para descender entre un punto inicial y otro final. La ruta 1 es rectilínea y la 2 es sinuosa y presenta cambios de pendiente. ¿Es distinto el trabajo debido a la fuerza gravitatoria sobre el esquiador según el camino elegido? Justifica la respuesta.

Explica la diferencia existente entre la velocidad de propagación de una onda y la velocidad de oscilación de un punto de dicha onda.

Una onda sonora de frecuencia $f$ se propaga por un medio (1) con velocidad $v_1$. En un cierto punto, la onda pasa a otro medio (2) en el que la velocidad de propagación es $v_2 = v_1 / 2$. Determina razonadamente los valores de la frecuencia, el periodo y la longitud de onda en el medio (2) en función de los que tiene la onda en el medio (1).

Una placa de vidrio se sitúa horizontalmente sobre la superficie del agua contenida en un depósito, de forma que la parte superior de la placa está en contacto con el aire, tal como muestra la figura. Un rayo de luz incide desde el aire a la cara superior del vidrio formando un ángulo $\alpha = 60^{\circ}$ con la vertical.

Se sitúa un objeto de $5\,\text{cm}$ de tamaño a una distancia de $20\,\text{cm}$ de una lente delgada convergente de distancia focal $10\,\text{cm}$, como muestra la figura.

Una partícula de carga $q = 3\,\mu\text{C}$ que se mueve con velocidad $\vec{v} = 2 \cdot 10^3 \vec{i}\,\text{m/s}$ entra en una región del espacio en la que hay un campo eléctrico uniforme $\vec{E} = -3 \vec{j}\,\text{N/C}$ y también un campo magnético uniforme $\vec{B} = 4 \vec{k}\,\text{mT}$. Calcula el vector fuerza total que actúa sobre esa partícula y representa todos los vectores involucrados (haz coincidir el plano XY con el plano del papel).

Un electrón se mueve dentro de un campo eléctrico uniforme $\vec{E} = -E \vec{i}$. El electrón parte del reposo desde el punto A, de coordenadas $(0, 0)$, y llega al punto C con una velocidad de $10^6\,\text{m/s}$ después de recorrer $1\,\text{m}$.

Calcula la energía total en kilovatios-hora (kW·h) que se obtiene como resultado de la fisión de $2\,\text{g}$ de $\ce{^{235}U}$, suponiendo que todos los núcleos se fisionan y que en cada reacción se liberan $200\,\text{MeV}$.

La gráfica de la derecha representa el número de núcleos radiactivos de una muestra en función del tiempo en años. Utilizando los datos de la gráfica, deduce razonadamente el periodo de semidesintegración de la muestra y determina el número de periodos de semidesintegración necesarios para que sólo queden 250 núcleos por desintegrar.

El cátodo de una célula fotoeléctrica tiene una longitud de onda umbral de $750\,\text{nm}$. Sobre su superficie incide un haz de luz de longitud de onda $250\,\text{nm}$. Calcula:

Indica razonadamente qué partícula se emite en cada uno de los pasos de la siguiente serie radiactiva, e identifícala con algún tipo de desintegración. $$\ce{^{231}_{90}Th -> ^{231}_{91}Pa -> ^{227}_{89}Ac}$$