Física · Canarias 2018

Explique, ayudándose de los dibujos que considere oportunos, el fenómeno de la difracción de ondas y no olvide indicar las condiciones que deben darse entre la longitud de onda y la longitud del orificio u obstáculo para que tenga lugar este fenómeno.

Considere la distribución de dos cargas dispuestas sobre dos vértices de un cuadrado de lado $L = 1\,\text{m}$, como se muestra en la figura. Calcule:

En una región del espacio existe un campo magnético uniforme dado por $\vec{B} = 2 \cdot 10^{-5} \hat{i}\,(\text{T})$. Calcule el vector fuerza magnética que actúa sobre una partícula de carga $q = 10^{-6}\,\text{C}$ que entra en dicha región del espacio con una velocidad $\vec{v} = 5 \cdot 10^5 \hat{k}\,(\text{m/s})$. Represente en un dibujo los vectores velocidad y fuerza asociados a la partícula, el vector campo magnético y la trayectoria que describe la partícula.

Se lanza un satélite artificial, desde la superficie de un planeta recientemente colonizado, hacia una región del espacio libre de la influencia gravitatoria de los otros cuerpos celestes. La masa del planeta es dos veces la masa de la Tierra y su radio la mitad del radio terrestre. El satélite se lanza con una velocidad de $18\,\text{km/s}$.

Enuncie las leyes de la reflexión y la refracción de la luz, e ilustre dichas leyes mediante diagramas de rayos. También, determine el ángulo límite para el fenómeno de la reflexión total entre los medios materiales aire y glicerina, cuyos índices de refracción son $1{,}00$ y $1{,}47$ respectivamente.

Considere un material conductor sobre el que se hace incidir luz monocromática con el propósito de arrancarle electrones.

Un observador en reposo respecto de una varilla realiza una medición y obtiene una longitud y una masa de $10\,\text{m}$ y $25\,\text{kg}$, respectivamente. Cuál será la longitud y la masa de la varilla, medidas por un observador que se mueve con una velocidad de $0{,}5c$ respecto de la varilla, a lo largo de la dirección que define la varilla.

Considere una lente delgada cuya distancia focal imagen vale $-20\,\text{cm}$.

Considere un conductor rectilíneo indefinido por el que circula una corriente eléctrica de $5\,\text{A}$. Está inmerso en una región del espacio donde hay un campo magnético uniforme de $2\,\text{T}$. Si el conductor está colocado en un plano perpendicular al campo magnético, dibuje en un esquema: el conductor (indicando el sentido de la corriente), el campo magnético y la fuerza que ejerce el campo magnético sobre el conductor. Calcule el módulo de la fuerza que ejerce el campo magnético sobre un trozo de conductor rectilíneo de longitud $1\,\text{m}$.

Enumere cuáles son las interacciones básicas o fundamentales de la naturaleza. Además, formule vectorialmente las leyes de fuerza de Gravitación Universal y de la Electrostática.

Un pequeño satélite de masa $100\,\text{kg}$ describe una órbita circular de radio $24000\,\text{km}$ en torno a la Tierra. Determine el módulo de la fuerza gravitatoria que sufre el satélite debido a la interacción con la Tierra y con la Luna cuando se encuentran los tres cuerpos alineados en la forma Luna-satélite-Tierra. La distancia Tierra-Luna es de $384400\,\text{km}$.

Explique en qué consiste el fenómeno ondulatorio y cite dos ejemplos reales, uno en el que la onda sea longitudinal y otro en el que la onda sea transversal. Finalmente escriba la ecuación general de una onda sinusoidal e indique el nombre de los parámetros que aparecen en ella, así como sus unidades en el Sistema Internacional.