Saltar al contenido
la cuevadel empollón
FísicaMadridPAU 2011Extraordinaria

Física · Madrid 2011

5 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
La prueba consta de dos opciones A y B, cada una de las cuales incluye tres cuestiones y dos problemas. El alumno deberá elegir la opción A o la opción B. Nunca se deben resolver cuestiones o problemas de opciones distintas. Se podrá hacer uso de calculadora científica no programable. CALIFICACIÓN: Cada cuestión debidamente justificada y razonada con la solución correcta se calificará con un máximo de 2 puntos. Cada problema debidamente planteado y desarrollado con la solución correcta se calificará con un máximo de 2 puntos. En aquellas cuestiones y problemas que consten de varios apartados, la calificación será la misma para todos ellos. TIEMPO: Una hora treinta minutos.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2 puntos
Cuestiones
Un espejo esférico convexo, proporciona una imagen virtual de un objeto que se encuentra a 3 m3\,\text{m} del espejo con un tamaño 1/51/5 del de la imagen real.
a
Realice el trazado de rayos y determine la distancia a la que se forma la imagen virtual del espejo.1 pt
b
Determine el radio de curvatura del espejo.1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 2

2
2 puntos
Cuestiones
En una región del espacio, el flujo de campo eléctrico a través de una superficie cerrada es cero.
Datos
  • K=9⋅109 N m2 C−2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
a
¿Se puede afirmar que el campo eléctrico es cero en todos los puntos de la superficie? Razone la respuesta.1 pt
b
Si se disponen dos cargas puntuales, una de +2 μC+2\,\mu\text{C} colocada en el punto (−1,0) cm(-1, 0)\,\text{cm} y la otra de −8 μC-8\,\mu\text{C} en el punto (1,0) cm(1, 0)\,\text{cm}, determine el flujo de campo eléctrico que atraviesa una esfera de radio 2 cm2\,\text{cm} centrada en el origen de coordenadas.1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Una radiación de luz ultravioleta de 350 nm350\,\text{nm} de longitud de onda incide sobre una superficie de potasio. Si el trabajo de extracción de un electrón para el potasio es de 2 eV2\,\text{eV}, determine:
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • c=3,00⋅108 m/sc = 3{,}00 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • e=1,60⋅10−19 Ce = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • m=9,11⋅10−31 kgm = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
a
La energía por fotón de la radiación incidente, expresada en electrón-voltios.1 pt
b
La velocidad máxima de los electrones emitidos.1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 4

4
2 puntos
Problemas
Un satélite artificial de masa 200 kg200\,\text{kg} se mueve alrededor de la Tierra en una órbita elíptica definida por una distancia al perigeo (posición más próxima al centro de la Tierra) de 7,02⋅106 m7{,}02 \cdot 10^6\,\text{m} y una distancia al apogeo (posición más alejada al centro de la Tierra) de 10,30⋅106 m10{,}30 \cdot 10^6\,\text{m}. Si en el perigeo el módulo de la velocidad es 8,22⋅103 m/s8{,}22 \cdot 10^3\,\text{m/s}:
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • MTierra=5,98⋅1024 kgM_{\text{Tierra}} = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
a
¿Cuál es el módulo de la velocidad en el apogeo?0,5 pts
b
Determine el módulo y dirección del momento angular del satélite.0,5 pts
c
Determine la velocidad areolar del satélite.0,5 pts
d
Determine la energía mecánica del satélite.0,5 pts
Ver este ejercicio

Ejercicio 5

5
2 puntos
Problemas
Un electrón se mueve en las proximidades de un cable conductor rectilíneo e indefinido situado en el eje Y, por el que circula una corriente de 10 A10\,\text{A} en sentido positivo. Cuando el electrón se encuentra sobre el eje X a una distancia x=+0,05 mx = +0{,}05\,\text{m} del cable, se mueve con una velocidad v⃗=−105i⃗ m/s\vec{v} = -10^5 \vec{i}\,\text{m/s}. Determine:
Datos
  • e=1,60⋅10−19 Ce = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • m=9,11⋅10−31 kgm = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • μ0=4π⋅10−7 N A−2\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{N A}^{-2}
a
El vector intensidad de la inducción magnética, B⃗\vec{B}, en la posición del electrón.0,5 pts
b
La fuerza magnética, F⃗\vec{F}, que actúa sobre el electrón.0,5 pts
c
El radio de curvatura de la trayectoria que en ese instante inicia el electrón.0,5 pts
d
¿En qué dirección se debe mover el electrón respecto del hilo para que no se desvíe de su trayectoria?0,5 pts
Ver este ejercicio

Ejercicio 1

1
2 puntos
Cuestiones
Una persona situada entre dos montañas dispara una escopeta y oye el eco procedente de cada montaña al cabo de 2 s2\,\text{s} y 3,5 s3{,}5\,\text{s}.
Datos
  • v=343 m/sv = 343\,\text{m/s}
  • I0=10−12 W m−2I_0 = 10^{-12}\,\text{W m}^{-2}
a
¿Cuál es la distancia entre las dos montañas?1 pt
b
Si la potencia sonora inicial producida en el disparo es de 75 W75\,\text{W}, y suponiendo que el sonido se transmite como una onda esférica sin fenómenos de atenuación o interferencia, calcule el nivel de intensidad sonora con el que la persona escuchará el eco del disparo procedente de la montaña más próxima.1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 2

2
2 puntos
Cuestiones
Una partícula cargada se mueve en una región del espacio donde únicamente existe un campo magnético constante.
a
¿Qué se puede afirmar del módulo de su velocidad? Razone la respuesta.1 pt
b
Razone en qué casos la fuerza sobre la partícula podría ser nula. Si la fuerza no es nula, ¿cuál es el ángulo que se forma entre la velocidad de la partícula y dicha fuerza? Razone la respuesta.1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 3

3
2 puntos
Cuestiones
Se tienen tres cargas eléctricas situadas en los vértices de un triángulo equilátero de lado l=0,25 ml = 0{,}25\,\text{m} tal y como se muestra en la figura. Si q1=q2=5 nCq_1 = q_2 = 5\,\text{nC} y q3=−5 nCq_3 = -5\,\text{nC}.
Datos
  • K=9⋅109 N m2 C−2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
Diagrama de tres cargas q1, q2 y q3 en los vértices de un triángulo equilátero de lado l. q1 y q3 están en el eje x, q2 en el eje y.
a
Dibuje el diagrama de fuerzas de la carga q3q_3 debido a la presencia de q1q_1 y q2q_2, y calcule el vector fuerza resultante que experimenta q3q_3.1 pt
b
Calcule el trabajo necesario para llevar la carga q3q_3 desde el punto donde se encuentra a una distancia muy grande (considere que la distancia es infinita).1 pt
Ver este ejercicio

Ejercicio 4

4
2 puntos
Problemas
Una onda transversal que se propaga a lo largo de una cuerda en la dirección del eje X en sentido positivo, tiene un periodo de 0,2 s0{,}2\,\text{s} y una longitud de onda de 1 m1\,\text{m}. Si en el instante t=0t = 0 en la posición x=0x = 0, el desplazamiento vertical es de 0,1 m0{,}1\,\text{m} y la velocidad de ese punto de la cuerda es nula, determine:
a
La velocidad de propagación.0,5 pts
b
La función que describe la onda.0,5 pts
c
El desplazamiento vertical de un punto que dista +0,4 m+0{,}4\,\text{m} del extremo de la cuerda, x=0x = 0, en el instante t=4 st = 4\,\text{s}.0,5 pts
d
Determine la expresión matemática de la velocidad de oscilación de un punto cualquiera de la onda en función del tiempo.0,5 pts
Ver este ejercicio

Ejercicio 5

5
2 puntos
Problemas
La constante radioactiva del Cobalto-60 es 0,13 an˜os−10{,}13\,\text{años}^{-1} y su masa atómica es 59,93 u59{,}93\,\text{u}. Determine:
Datos
  • NA=6,02⋅1023 nuˊcleos/molN_A = 6{,}02 \cdot 10^{23}\,\text{núcleos/mol}
a
El periodo de semidesintegración del isótopo.0,5 pts
b
La vida media del isótopo.0,5 pts
c
La actividad de una muestra de 20 g20\,\text{g} del isótopo.0,5 pts
d
El tiempo que ha de transcurrir para que en la muestra anterior queden 5 g5\,\text{g} del isótopo.0,5 pts
Ver este ejercicio