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la cuevadel empollón
FísicaCanariasPAU 2020Extraordinaria

Física · Canarias 2020

12 ejercicios

Instrucciones

Instrucciones: Desarrolle dos problemas y cuatro cuestiones elegidos de entre los propuestos en los grupos A y B (ver reverso). Cada problema correcto vale tres puntos, un punto por cada apartado correcto. Cada cuestión correcta vale un punto.

Ejercicio 1 · A · Cuestiones

1Opción A
1 punto
Cuestiones
Explique brevemente en qué consiste el fenómeno ondulatorio y ponga un ejemplo de onda longitudinal y otro de onda transversal. Por último, considere una onda armónica que se propaga sobre una cuerda con una frecuencia de 600 Hz600\,\text{Hz} ¿Cuál es la diferencia de fase, para un punto de la cuerda dado, entre dos instantes de tiempo separados 0,1 s0{,}1\,\text{s}?
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Ejercicio 1 · A · Problemas

1Opción A
3 puntos
Problemas
Considere dos cargas colocadas sobre dos vértices de un cuadrado de lado 2 m2\,\text{m} (ver figura). Calcule:
Datos
  • K=9⋅109 N m2 C−2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
Cuadrado de lado 2 m con cargas q1 = +2 μC y q2 = -2 μC en los vértices inferiores y punto P en el vértice superior derecho.
a
El vector intensidad de campo eléctrico en el punto P.1 pt
b
El vector fuerza electrostática que ejerce la carga de −2 μC-2\,\mu\text{C} sobre la carga de +2 μC+2\,\mu\text{C}, así como la energía potencial electrostática de estas dos cargas.1 pt
c
El trabajo realizado por el campo eléctrico para llevar una carga de 1 μC1\,\mu\text{C} desde el infinito hasta el punto P.1 pt
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Ejercicio 1 · B · Cuestiones

1Opción B
1 punto
Cuestiones
En una región del espacio existe un campo magnético uniforme B⃗=−10−6i⃗ (T)\vec{B} = -10^{-6} \vec{i}\,(\text{T}). Calcule el vector fuerza magnética que actúa sobre una partícula de carga q=10−6 Cq = 10^{-6}\,\text{C} que entra en dicha región, en los casos en que su velocidad es v⃗1=4⋅104k⃗ (m/s)\vec{v}_1 = 4 \cdot 10^4 \vec{k}\,(\text{m/s}) o v⃗2=5⋅104i⃗ (m/s)\vec{v}_2 = 5 \cdot 10^4 \vec{i}\,(\text{m/s}). Dibuje en ambos casos los vectores velocidad, campo magnético y fuerza magnética, así como la trayectoria que describe la partícula.
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Ejercicio 1 · B · Problemas

1Opción B
3 puntos
Problemas
Considere un objeto no identificado de 100 kg100\,\text{kg} de masa que se mueve hacia el centro de un planeta de masa MM y radio RR, bajo la acción del campo gravitatorio del planeta. Determine:
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N⋅m2⋅kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{kg}^{-2}
  • M=6⋅1024 kgM = 6 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • R=6500 kmR = 6500\,\text{km}
Diagrama de un objeto de masa m cayendo hacia un planeta de masa M y radio R desde una altura h con velocidad v.
a
La energía cinética y potencial del objeto cuando está a una altura de 100 km100\,\text{km} sobre la superficie del planeta y con una velocidad de 6000 m/s6000\,\text{m/s}.1 pt
b
La altura desde la que empezó a caer este objeto, medida respecto de la superficie del planeta. Considere que partió desde el reposo.1 pt
c
La velocidad con la que impacta el objeto en la superficie del planeta.1 pt
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Ejercicio 2 · A · Cuestiones

2Opción A
1 punto
Cuestiones
Explique brevemente en qué consiste el efecto fotoeléctrico y defina trabajo de extracción de un material. Determine el trabajo de extracción de un material sabiendo que, cuando se hace incidir luz de frecuencia 2,5⋅1015 s−12{,}5 \cdot 10^{15}\,\text{s}^{-1}, emite electrones con velocidad máxima de 5⋅105 m/s5 \cdot 10^5\,\text{m/s}.
Datos
  • me=9,11⋅10−31 kgm_e = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • e−=1,60⋅10−19 Ce^- = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • 1 eV=1,60⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
  • h=6,626⋅10−34 J sh = 6{,}626 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
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Ejercicio 2 · A · Problemas

2Opción A
3 puntos
Problemas
Un objeto de 5 cm5\,\text{cm} de altura se coloca a 0,5 m0{,}5\,\text{m} de una lente delgada produciendo una imagen derecha de 15 cm15\,\text{cm} de alto:
a
Calcule a qué distancia de la lente se forma la imagen del objeto así como la distancia focal de la lente. ¿La imagen es real o virtual?1 pt
b
Indique el tipo de lente, calcule la potencia de la lente y realice el trazado de rayos.1 pt
c
Calcule la posición a la que debe situarse el objeto respecto de la lente para que su imagen se forme en el infinito. Realice el trazado de rayos.1 pt
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Ejercicio 2 · B · Cuestiones

2Opción B
1 punto
Cuestiones
Una nave espacial mide 50 m50\,\text{m} de longitud para un observador en reposo respecto de ella. La nave parte de la Tierra hacia el planeta Marte. Los habitantes de una colonia de dicho planeta dijeron que la nave medía 49,9 m49{,}9\,\text{m} cuando pasó por delante de ellos. ¿A qué velocidad viajaba la nave respecto de los habitantes de la colonia situada en Marte?
Datos
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
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Ejercicio 2 · B · Problemas

2Opción B
3 puntos
Problemas
Una onda transversal se propaga por una cuerda en el sentido positivo del eje X, con una longitud de onda de 2 m2\,\text{m}, una frecuencia de 10 Hz10\,\text{Hz}, una amplitud de 5 cm5\,\text{cm} y una fase inicial de π rad\pi\,\text{rad}. Calcule:
a
El periodo, la frecuencia angular y el número de onda. Escriba la ecuación de la onda.1 pt
b
La velocidad de propagación de la onda así como la velocidad con la que vibra, en el instante t=0,10 st = 0{,}10\,\text{s}, un punto de la cuerda situado en x=20 cmx = 20\,\text{cm}.1 pt
c
La distancia entre dos puntos de la cuerda cuya diferencia de fase, en un determinado instante, es π/6 rad\pi/6\,\text{rad}.1 pt
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
1 punto
Cuestiones
Por un conductor rectilíneo indefinido circula una corriente eléctrica de 2 A2\,\text{A}. Está inmerso en una región del espacio donde hay un campo magnético uniforme de 5 T5\,\text{T} y colocado en un plano perpendicular al campo magnético. Represente el conductor (indicando el sentido de la corriente), el campo magnético y la fuerza que ejerce el campo magnético sobre el conductor. Por último, calcule el módulo de la fuerza que ejerce el campo magnético sobre un trozo de conductor rectilíneo de longitud 10 m10\,\text{m}.
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
1 punto
Cuestiones
Una partícula de carga negativa entra entre las placas de un condensador plano-paralelo. Seleccione el signo de la carga de cada placa conductora del condensador, represente el campo eléctrico y el gravitatorio terrestre y realice el diagrama de fuerzas sobre la partícula. Por último, describa cualitativamente su movimiento cuando el módulo de la fuerza eléctrica es mayor que el de la gravitatoria.
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
1 punto
Cuestiones
Defina campo gravitatorio. Se sabe que la aceleración de la gravedad en la superficie de la Tierra vale gT=9,81 m s−2g_T = 9{,}81\,\text{m s}^{-2}, y que la relación entre las masas y los radios de la Tierra y el planeta X es MX=0,02MTM_X = 0{,}02 M_T y RX=0,3RTR_X = 0{,}3 R_T. Determine gXg_X, es decir, la aceleración de la gravedad en la superficie del planeta X.
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
1 punto
Cuestiones
¿En qué consiste la hipermetropía?, ¿qué tipo de lente se debe utilizar para corregirla? Ayúdese de un diagrama de rayos para aclarar en qué consiste y cómo se resuelve la hipermetropía.
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