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la cuevadel empollón
FísicaLa RiojaPAU 2025Extraordinaria

Física · La Rioja 2025

9 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
1. Grupo 1 con los Problemas 1.1 y 1.2 correspondientes al bloque de Saberes Básicos A. 2. Grupo 2 con los Problemas 2.1 y 2.2 correspondientes al bloque de Saberes Básicos B. 3. Grupo 3 con los Problemas 3.1 y 3.2 correspondientes al bloque de Saberes Básicos C 4. Grupo 4 con los Problemas 4.1 y 4.2 correspondientes al bloque de Saberes Básicos D. 5. El estudiante contestará SOLO a un problema de cada uno de los grupos 1, 2, 3 y 4. Si se contesta a más de un problema de cada grupo, se corregirá el primero y el exceso no se corregirá. Problema 5 competencial de CARÁCTER OBLIGATORIO, que versará sobre los saberes básicos de cualquiera de los cuatro bloques. Todos los problemas tienen la misma puntuación

Ejercicio 1.1

1.1
2 puntos
Grupo 1Saberes básicos a

Elija un problema del Grupo 1.

Sabemos que la órbita de la Tierra alrededor del Sol es casi circular, que el radio de esa órbita es aproximadamente 1,5×108 km1{,}5 \times 10^8\,\text{km}, y que la Tierra tarda 365,25365{,}25 días en dar una vuelta alrededor del Sol. Sabemos que Mercurio tiene un periodo de revolución alrededor del Sol de 8888 días. Supuesta circular la órbita de Mercurio, determinar la distancia de Mercurio al Sol.

Ejercicio 1.2

1.2
2 puntos
Grupo 1Saberes básicos a

Elija un problema del Grupo 1.

Un satélite de 100 kg100\,\text{kg} de masa orbita alrededor de la Tierra a una altura de 500 km500\,\text{km}. Si debido al rozamiento con la atmósfera el satélite pierde una energía de 106 J10^6\,\text{J} por vuelta, ¿cuántas vueltas habrá completado cuando su altura se haya reducido a 0 km0\,\text{km}? Suponer que el satélite pasa por trayectorias solamente circulares.
Datos
  • G=6,67×10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \times 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • masa de la Tierra MT≈6×1024 kgM_T \approx 6 \times 10^{24}\,\text{kg}
  • radio de la Tierra RT≈6400 kmR_T \approx 6400\,\text{km}

Ejercicio 2.1

2.1
2 puntos
Grupo 2Saberes básicos b

Elija un problema del Grupo 2.

En los vértices de un triángulo equilátero de lado 2 m2\,\text{m} se encuentran tres cargas puntuales q1=q2=−q3=1 nCq_1 = q_2 = -q_3 = 1\,\text{nC} según la figura.
Triángulo equilátero con cargas q1 en el vértice superior, q3 y q2 en la base, y punto P en el centro de la base.
a
Calcular el campo eléctrico total creado por las tres cargas en el punto P, centro del lado que une q3q_3 y q2q_2.
b
Calcular la energía potencial electrostática de esta distribución de cargas.

Ejercicio 2.2

2.2
2 puntos
Grupo 2Saberes básicos b

Elija un problema del Grupo 2.

Dos hilos infinitamente largos transportan corrientes I1I_1 e I2I_2 según indica la figura. Calcular la relación entre el valor de ambas corrientes para que el campo magnético total sea cero en cualquier punto del segmento punteado que forma 30∘30^\circ con la horizontal.
Diagrama de ejes cartesianos con corriente I2 en el eje y, corriente I1 en el eje x, y una línea punteada a 30 grados.

Ejercicio 3.1

3.1
2 puntos
Grupo 3Saberes básicos c

Elija un problema del Grupo 3.

Un espejo esférico cóncavo tiene un radio de curvatura de 40 cm40\,\text{cm}.
a
Determinar la posición y el tamaño de la imagen de un objeto de 4 cm4\,\text{cm} de altura situado delante del espejo a una distancia de 50 cm50\,\text{cm}. Realizar el esquema de rayos correspondiente.
b
Determinar la posición y el tamaño de la imagen de un objeto de 4 cm4\,\text{cm} de altura situado delante del espejo a una distancia de 25 cm25\,\text{cm}. Realizar el esquema de rayos correspondiente.

Ejercicio 3.2

3.2
2 puntos
Grupo 3Saberes básicos c

Elija un problema del Grupo 3.

El rango de frecuencias de una soprano está comprendido entre los 262 Hz262\,\text{Hz} y los 1175 Hz1175\,\text{Hz}.
Datos
  • Intensidad física umbral Io=10−12 W m−2I_o = 10^{-12}\,\text{W m}^{-2}
  • velocidad del sonido: v≈340 m/sv \approx 340\,\text{m/s}
a
Calcular las longitudes de onda correspondientes a esos sonidos.
b
En una actuación, un espectador situado a 10 m10\,\text{m} de una soprano percibe una intensidad sonora de 80 dB80\,\text{dB}. Calcular la potencia de la voz de esta soprano.

Ejercicio 4.1

4.1
2 puntos
Grupo 4Saberes básicos d

Elija un problema del Grupo 4.

La longitud de onda umbral para el potasio es de 564 nm564\,\text{nm}.
Datos
  • constante de Planck h=6,63×10−34 J⋅sh = 6{,}63 \times 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • velocidad de la luz c=3×108 m/sc = 3 \times 10^8\,\text{m/s}
  • carga del electrón: q=1,6×10−19 Cq = 1{,}6 \times 10^{-19}\,\text{C}
a
Calcular la función de trabajo o trabajo de extracción del potasio.
b
Calcular el potencial de frenado cuando sobre este metal incide luz de 400 nm400\,\text{nm} de longitud de onda.

Ejercicio 4.2

4.2
2 puntos
Grupo 4Saberes básicos d

Elija un problema del Grupo 4.

El periodo de semidesintegración del radio es de 16001600 años. Calcular el tiempo necesario para que se desintegre el 90%90\% de una muestra de radio.

Ejercicio 5

5
2 puntos
Problema competencial
En 1897 J. J. Thompson determinó experimentalmente la relación q/mq/m entre la carga qq y la masa mm del electrón. Para ello, mediante una diferencia de potencial ΔV\Delta V conocida, aceleró los electrones producidos por un cátodo. Una vez que los electrones eran acelerados hasta una cierta velocidad vv, estos penetraban en una región de campo magnético BB uniforme de valor conocido y constante. Midiendo el radio RR de las correspondientes trayectorias circulares seguidas por los electrones, Thompson pudo determinar la relación q/mq/m. La fotografía de la figura muestra la trayectoria circular que siguen los electrones en un experimento realizado para determinar el valor de q/mq/m. En el experimento que muestra la fotografía, la velocidad vv con que se mueven los electrones es perpendicular a un campo magnético B=10−3 TB = 10^{-3}\,\text{T}, y estos fueron acelerados con una ΔV=90 V\Delta V = 90\,\text{V}. A partir de datos obtenidos de la gráfica, determinar el valor de la relación q/mq/m.
Fotografía de un experimento de rayos catódicos mostrando una trayectoria circular azulada sobre una regla milimetrada para medir el diámetro.