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la cuevadel empollón
FísicaComunidad ValencianaPAU 2020Extraordinaria

Física · Comunidad Valenciana 2020

12 ejercicios

Instrucciones

BAREMO DEL EXAMEN: La puntuación máxima de cada problema es de 2 puntos y la de cada cuestión de 1,5 puntos. Cada estudiante podrá disponer de una calculadora científica no programable y no gráfica. Se prohíbe su utilización indebida (almacenamiento de información). Se utilice o no la calculadora, los resultados deben estar siempre debidamente justificados. Realiza primero el cálculo simbólico y después obtén el resultado numérico. TACHA CLARAMENTE todo aquello que no deba ser evaluado.

Ejercicio 1 · Opción CUESTIONES

1Opción CUESTIONES
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Escribe la expresión del trabajo de una fuerza y su relación con la energía potencial si la fuerza es conservativa. Un satélite gira alrededor de la Tierra siguiendo una órbita circular. Razona qué trabajo realiza la fuerza gravitatoria cuando el satélite recorre un cuarto de la órbita. ¿Y si recorre una órbita completa?
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Ejercicio 1 · Opción PROBLEMAS

1Opción PROBLEMAS
2 puntos
Problemas

Elija y conteste exclusivamente 2 problemas.

El proyecto Starlink ha colocado en órbita circular alrededor de la Tierra unos 300 satélites para comunicaciones, que son fácilmente visibles desde la superficie de la Tierra. Sabiendo que la velocidad de uno de dichos satélites es de 7,6 km/s7{,}6\,\text{km/s}:
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2/\text{kg}^2
  • MT=6⋅1024 kgM_T = 6 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RT=6400 kmR_T = 6400\,\text{km}
a
Calcula la altura hh a la que se encuentra desde la superficie terrestre (en kilómetros).1 pt
b
¿Cuántas órbitas circulares completas describe el satélite en un día?1 pt
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Ejercicio 2 · Opción CUESTIONES

2Opción CUESTIONES
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Una carga q1=−3 nCq_1 = -3\,\text{nC} se encuentra situada en el origen de coordenadas del plano XY. Una segunda carga de q2=4 nCq_2 = 4\,\text{nC} está situada sobre el eje Y positivo a 2 m2\,\text{m} del origen. Calcula el vector campo eléctrico creado por cada una de las cargas en un punto P situado a 3 m3\,\text{m} del origen sobre el eje x positivo y el campo eléctrico total creado por ambas.
Datos
  • k=9⋅109 N m2/C2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2/\text{C}^2
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Ejercicio 2 · Opción PROBLEMAS

2Opción PROBLEMAS
2 puntos
Problemas

Elija y conteste exclusivamente 2 problemas.

La figura muestra dos conductores rectilíneos, indefinidos y paralelos entre sí, separados por una distancia dd en el plano YZ. Se conoce la intensidad de corriente I1=1 AI_1 = 1\,\text{A}, el módulo del campo magnético que esta corriente crea en el punto P de la figura, B1=10−5 TB_1 = 10^{-5}\,\text{T}, así como el módulo del campo magnético total B=3B1B = 3B_1.
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 T m/A\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{T m/A}
Dos conductores paralelos con corrientes I1 e I2 y un punto P a distancia d
a
Calcula la distancia dd y el vector campo magnético B⃗2\vec{B}_2 en el punto P.1 pt
b
Si una carga q=1 μCq = 1\,\mu\text{C} pasa por dicho punto P con una velocidad v⃗=106 k⃗ m/s\vec{v} = 10^6\,\vec{k}\,\text{m/s}, calcula la fuerza F⃗\vec{F} (módulo, dirección y sentido) sobre ella. Representa los vectores v⃗\vec{v}, B⃗\vec{B} y F⃗\vec{F}.1 pt
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Ejercicio 3 · Opción CUESTIONES

3Opción CUESTIONES
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Dos cargas q1=8,9 μCq_1 = 8{,}9\,\mu\text{C} y q2=17,8 μCq_2 = 17{,}8\,\mu\text{C} se encuentran en el vacío y situadas, respectivamente, en los puntos (0,0,0) cm(0,0,0)\,\text{cm} y (1,0,0) cm(1,0,0)\,\text{cm}. Enuncia el teorema de Gauss para el campo eléctrico. Calcula, justificadamente, el flujo del campo eléctrico a través de una superficie esférica de radio 0,5 cm0{,}5\,\text{cm} centrada en el punto O. ¿Cambia el flujo si en lugar de una esfera se trata de un cubo de lado 0,5 cm0{,}5\,\text{cm}?
Datos
  • ε0=8,9⋅10−12 C2 N−1 m−2\varepsilon_0 = 8{,}9 \cdot 10^{-12}\,\text{C}^2\,\text{N}^{-1}\,\text{m}^{-2}
Diagrama de rayos de luz atravesando una lámina de caras plano-paralelas con ángulos de incidencia y refracción
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Ejercicio 3 · Opción PROBLEMAS

3Opción PROBLEMAS
2 puntos
Problemas

Elija y conteste exclusivamente 2 problemas.

Una onda armónica transversal se propaga con velocidad v=5 cm/sv = 5\,\text{cm/s} en el sentido negativo del eje x. A partir de la información contenida en la figura y justificando la respuesta:
Gráfica de una onda armónica transversal mostrando la elongación y en función de la posición x
a
Determina la amplitud, la longitud de onda, el periodo y la diferencia de fase entre dos puntos que distan 15 cm15\,\text{cm} y separados en el tiempo 3 s3\,\text{s}.1 pt
b
Escribe la expresión de la función de onda (usando el seno), suponiendo que la fase inicial es nula. Calcula la velocidad de un punto de la onda situado en x=0 cmx = 0\,\text{cm} para t=0 st = 0\,\text{s}.1 pt
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Ejercicio 4 · Opción CUESTIONES

4Opción CUESTIONES
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

En la figura se muestra una espira rectangular de lados 10 cm10\,\text{cm} y 12 cm12\,\text{cm} en el seno de un campo magnético B⃗\vec{B} perpendicular al plano del papel y saliente. Se hace variar ∣B⃗∣|\vec{B}| desde 00 a 1 T1\,\text{T} en un intervalo de tiempo de 1,2 s1{,}2\,\text{s}. Calcula la variación de flujo magnético y la fuerza electromotriz media inducida en la espira. Indica y justifica el sentido de la corriente eléctrica inducida.
Espira rectangular en un campo magnético uniforme saliente representado por puntos
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Ejercicio 4 · Opción PROBLEMAS

4Opción PROBLEMAS
2 puntos
Problemas

Elija y conteste exclusivamente 2 problemas.

Una radiación monocromática de longitud de onda 500 nm500\,\text{nm} incide sobre una fotocélula de cesio, cuyo trabajo de extracción es de 2 eV2\,\text{eV}. Calcula:
Datos
  • q=1,6⋅10−19 Cq = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • h=6,6⋅10−34 J⋅sh = 6{,}6 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
a
La frecuencia umbral y la longitud de onda umbral.1 pt
b
La energía cinética máxima de los electrones emitidos y el potencial de frenado, ambos en eV. Explica qué es el potencial de frenado.1 pt
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Ejercicio 5

5
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Un rayo de luz incide sobre una lámina de caras plano-paralelas de índice de refracción n2n_2, situada en un medio de índice de refracción n1n_1. Demuestra que el rayo que emerge de la lámina es paralelo al rayo incidente.
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Ejercicio 6

6
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

La imagen de un objeto real, dada por una lente delgada divergente, es siempre virtual, derecha y más pequeña que el objeto. Justifícalo mediante trazado de rayos y explica el porqué de dicho trazado. ¿Qué significa imagen virtual?
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Ejercicio 7

7
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Explica en qué consiste la miopía utilizando los conceptos de la óptica geométrica. ¿Qué tipo de lente hay que usar para corregirla? Si una persona miope se va acercando un objeto al ojo, existe una posición en la que ve bien, ¿por qué?
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Ejercicio 8

8
1,5 puntos
Cuestiones

Elija y conteste exclusivamente 4 cuestiones.

Un muon (partícula elemental) generado por un rayo cósmico en la atmósfera, a 10 km10\,\text{km} de altura, viaja hacia el suelo, donde se determina que su velocidad (constante) es v=0,98cv = 0{,}98c. Calcula cuánto tiempo dura el vuelo del muon según una observadora situada en el suelo y también según otra que viaje con el muon. Determina la altura (distancia recorrida por el muon) según la observadora que viaja con el muon.
Datos
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
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