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la cuevadel empollón
FísicaAragónPAU 2023Extraordinaria

Física · Aragón 2023

8 ejercicios90 min de duración

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Un satélite de 80kg80\,\text{kg} se encuentra en órbita circular alrededor de la Tierra a una altura de 586km586\,\text{km} sobre la superficie.
a)0,75 pts
Calcula el campo gravitatorio de la Tierra a dicha altura y la Energía Mecánica del satélite.
b)0,95 pts
¿Cuál es el periodo de la órbita del satélite alrededor de la Tierra?
c)0,8 pts
Explica el concepto de Energía potencial gravitatoria y da su expresión para una masa mm que orbita a una distancia rr de otra masa MM.

Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Europa es uno de los satélites más grandes de Júpiter, con una masa de 4,801022kg4{,}80 \cdot 10^{22}\,\text{kg} y un radio de 1561km1561\,\text{km}.
a)1,65 pts
Calcula la velocidad de escape en Europa.
b)0,85 pts
Explica el concepto de campo gravitatorio y da la expresión del campo generado por una masa MM a una distancia rr.

Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Se tiene una espira conductora circular de radio 4cm4\,\text{cm} en el seno de un campo magnético paralelo al eje de la espira, tal y como se muestra en la figura (hacia dentro del papel, alejándose del observador). Si el campo magnético disminuye 50T50\,\text{T} en 2s2\,\text{s},
Espira circular con campo magnético B entrando en el plano del papel
Espira circular con campo magnético B entrando en el plano del papel
a)0,75 pts
¿Cuál es la fuerza electromotriz promedio inducida en la espira?
b)1 pts
¿En qué sentido se produce la corriente inducida en la espira (horario o antihorario)? Haz un dibujo en el que quede claro el sentido del campo y de la corriente y justifica tu respuesta.
c)0,75 pts
Si ahora aumenta el campo magnético 50T50\,\text{T} en 2s2\,\text{s}, ¿en qué sentido circularía la corriente inducida en la espira? Razona la respuesta.

Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Se tienen tres partículas cargadas con +2mC+2\,\text{mC} cada una en los vértices 1, 2 y 3 de un triángulo rectángulo, tal y como se muestra en la figura.
Distribución de cargas en un sistema de ejes cartesianos con distancias de 2 cm y 3 cm
Distribución de cargas en un sistema de ejes cartesianos con distancias de 2 cm y 3 cm
a)1 pts
Calcula la fuerza electrostática total (módulo y ángulo) que hacen las partículas 1 y 2 sobre la partícula 3.
b)1 pts
Calcula (módulo y ángulo) y dibuja el campo electrostático que crea la partícula 3 en el punto 4, situado en el punto (2cm2\,\text{cm}, 3cm3\,\text{cm}).
c)0,5 pts
Explica el concepto de campo electrostático y da la expresión del campo creado por una carga puntual +q+q a una distancia rr.

Ejercicio 5

5
2,5 puntos
Se tiene una masa de 2kg2\,\text{kg} oscilando verticalmente en un muelle de constante elástica 50N/m50\,\text{N/m}.
a)0,75 pts
Obtén el periodo de la oscilación.
b)1 pts
Si la velocidad máxima es de 37cm/s37\,\text{cm/s}, ¿Cuál es la amplitud máxima de la oscilación?
c)0,75 pts
Si el muelle se estira hasta el punto más bajo y se suelta, dibuja un gráfico de la posición en función del tiempo.

Ejercicio 6

6
2,5 puntos
Responde a las siguientes preguntas:
a)0,6 pts
Explica que es la intensidad y el tono de una onda sonora. Indica sus unidades.
b)0,95 pts
Se desea construir un instrumento de viento cuya frecuencia fundamental sea f=174,6Hzf = 174{,}6\,\text{Hz}. Si se comporta como un tubo con un extremo cerrado y uno abierto, ¿Cuál debe ser su longitud? Dibuja el tubo y la onda estacionaria en su interior. Suponer la velocidad del sonido 340m/s340\,\text{m/s}.
c)0,95 pts
Dibuja el siguiente armónico que se formaría en el tubo y obtén su longitud de onda.

Ejercicio 7

7
2,5 puntos
Un espejo de maquillaje cóncavo produce una imagen derecha aumentada del sujeto.
a)1,25 pts
Haz un trazado de rayos en el que se demuestre su funcionamiento. ¿De qué tipo es la imagen, real o virtual?
b)1,25 pts
Si al colocar la cara a 20cm20\,\text{cm} del espejo se observa una imagen con el doble de tamaño, ¿qué tamaño tendrá la imagen de un objeto de 3cm3\,\text{cm} al colocarlo a 30cm30\,\text{cm} del espejo? ¿A qué distancia se formará dicha imagen?

Ejercicio 8

8
2,5 puntos
Contesta a las siguientes preguntas:
a)0,5 pts
Enuncia la hipótesis de De Broglie e indica de qué depende la longitud de onda asociada a una partícula.
b)1 pts
Un protón que parte del reposo es acelerado mediante un campo electrostático entre dos puntos con una diferencia de potencial de ΔV=203V\Delta V = 203\,\text{V}. Calcula la energía cinética que adquiere.
c)1 pts
Calcula la velocidad final del protón y su longitud de onda asociada.