FísicaBalearesPAU 2020Ordinaria

Física · Baleares 2020

9 ejercicios90 min de duración

Datos generales del examen

$G = 6{,}674 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}$
$K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}$
$\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{N A}^{-2}$
$e = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}$
$m_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}$
$M_T = 5{,}9736 \cdot 10^{24}\,\text{kg}$
$R_T = 6370\,\text{km}$
$1\,\text{ua} = 149597871\,\text{km}$
$h = 6{,}626 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}$

2 puntos

a)0,5 pts

Un satélite de

2000\,\text{kg}

se mueve a

8{,}75\,\text{km/s}

en una órbita circular de

500\,\text{km}

de altura alrededor de un planeta de

4300\,\text{km}

de radio. Calcula el módulo del momento angular del satélite respecto del centro del planeta.

b)0,75 pts

Un satélite diferente tiene una órbita elíptica alrededor de otro planeta. La altura de la órbita oscila entre

420\,\text{km}

560\,\text{km}

. La velocidad orbital cambia entre

10{,}6\,\text{km/s}

10{,}8\,\text{km/s}

. ¿Qué velocidad tiene el satélite cuando se encuentra a

420\,\text{km}

de altura? Justifica la respuesta brevemente.

c)0,75 pts

Calcula el radio del planeta del apartado b.

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2 puntos

a)0,5 pts

El perihelio de Venus está a

0{,}7184\,\text{ua}

del Sol y el afelio, a

0{,}7282\,\text{ua}

. Determina la longitud del semieje mayor de la órbita de Venus.

b)1,5 pts

Calcula el periodo orbital en días de un planeta que girase alrededor del Sol con una órbita circular de

0{,}7184\,\text{ua}

de radio.

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2 puntos

Dos cargas eléctricas puntuales están en los vértices del lado de un cuadrado como muestra la figura.

Diagrama de dos cargas negativas (-4 μC y -2 μC) en los vértices de un cuadrado de lado 2 mm, con vectores de campo eléctrico numerados del 1 al 16 en el origen.

a)0,5 pts

Una de las flechas que sale del origen de coordenadas representa el campo eléctrico debido a las dos cargas eléctricas. Justifica de manera breve, sin necesidad de calcular el campo, qué número marca la flecha que representa el campo.

b)1,5 pts

Calcula el módulo de la fuerza sobre un electrón en el punto B debido a las dos cargas.

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2 puntos

Una carga puntual de

147\,\text{nC}

está alineada con los puntos A y B como muestra la figura.

Carga de 147 nC alineada con los puntos A y B, con distancias de 15 μm entre la carga y A, y 6 μm entre A y B.

a)1 pts

Calcula el valor de la carga eléctrica puntual que se debe poner en el punto A para que en el punto B el campo eléctrico sea cero.

b)1 pts

Calcula el valor de la carga eléctrica puntual que se debe poner en el punto A para que en el punto B el potencial eléctrico sea cero.

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2 puntos

Un hilo forma dos espiras circulares como muestra la figura. El efecto de las partes rectas del hilo se puede despreciar.

Dos espiras concéntricas con diámetros de 2,5 cm y 4 cm recorridas por una corriente de 7 A.

a)0,75 pts

Haz dos esquemas para mostrar la dirección y el sentido del campo magnético en el centro debido a cada espira por separado.

b)1,25 pts

Calcula el módulo del campo magnético total en el centro de las espiras e indica la dirección y el sentido de este campo.

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2 puntos

La figura representa tres hilos conductores rectos, paralelos y de longitud infinita. La corriente eléctrica en el hilo número 1 es de

5\,\text{A}

y en el número 3, de

7\,\text{A}

Tres hilos paralelos verticales. Hilo 1 (5 A hacia arriba), Hilo 2 (distancia 1 cm de Hilo 1), Hilo 3 (7 A hacia arriba, distancia 2 cm de Hilo 2).

a)1 pts

Calcula la intensidad de una corriente hacia abajo en el hilo número 2 para que la fuerza total sobre este hilo debido a las corrientes en los otros dos hilos sea de

0{,}3\,\text{mN}

por metro hacia la derecha.

b)1 pts

Determina la intensidad y el sentido de la corriente en el hilo número 2 para que la fuerza magnética total sobre el hilo número 1 debido a las corrientes de los hilos 2 y 3 sea nula.

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2 puntos

Una explosión en el aire genera un sonido con un frente de onda esférico.

a)1,2 pts

La amplitud de la perturbación de presión vale

0{,}5\,\text{Pa}

8\,\text{m}

del punto de la explosión. Calcula la amplitud de la onda sonora a

22\,\text{m}

del punto de la explosión.

b)0,8 pts

Una onda armónica sonora se propaga a

340\,\text{m/s}

con una frecuencia de

400\,\text{Hz}

. Calcula la longitud de onda y el número de onda.

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2 puntos

El filamento de una bombilla encendida se proyecta sobre una pantalla usando una lente delgada. Las distancias del filamento y de la pantalla a la lente son

15\,\text{cm}

75\,\text{cm}

, respectivamente.

Esquema óptico: bombilla con filamento a 15 cm de la lente, y pantalla a 75 cm de la lente. Distancia total 90 cm.

a)0,75 pts

Calcula la distancia focal de la lente usada.

b)0,5 pts

La imagen del filamento sobre la pantalla tiene una longitud de

2{,}5\,\text{cm}

. Calcula la longitud del filamento de la bombilla.

c)0,75 pts

El filamento y la pantalla se mantienen separados

90\,\text{cm}

. La lente se mueve hacia la pantalla hasta que el filamento vuelve a estar enfocado sobre la pantalla. Calcula a qué distancia de la pantalla ha quedado la lente.

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2 puntos

Se ilumina una placa de sodio con luz monocromática de

470\,\text{nm}

. Calcula la velocidad máxima de los electrones emitidos por efecto fotoeléctrico.

Elemento	$W$ (eV)
Cesio	1,94
Rubidio	2,13
Sodio	2,28
Silicio	3,59
Aluminio	4,08
Cobre	4,70
Plata	4,73
Oro	5,10

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Ejercicio 1

Ejercicio 2

Ejercicio 3

Ejercicio 4

Ejercicio 5

Ejercicio 6

Ejercicio 7

Ejercicio 8

Ejercicio 9