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la cuevadel empollón
FísicaLa RiojaPAU 2018Extraordinaria

Física · La Rioja 2018

12 ejercicios

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
1,5 puntos
Un satélite de masa msm_s está girando alrededor de la Tierra en una órbita circular de radio RR.
a)
Deducir razonadamente, aplicando la 2a2^a ley de Newton, una expresión de la energía mecánica de ese satélite, en la que solo aparezcan ms,R,m_s, R, la masa MTM_T de la Tierra y la constante de gravitación universal GG.
b)
Calcular la velocidad con que debe despegar un satélite para alcanzar una órbita circular de radio triple del de la Tierra.

Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
1,5 puntos
En la superficie de un planeta que tiene un radio de 40 km, el valor de la aceleración de la gravedad es de 5m/s25\,\text{m/s}^2.
a)
Calcular la masa de ese planeta.
b)
Calcular la velocidad de escape del campo gravitatorio de ese planeta de un cuerpo situado en la superficie del planeta.

Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
1,5 puntos
Dos cargas eléctricas puntuales están fijas en el plano XY. La carga q1=4106Cq_1 = -4 \cdot 10^{-6}\,\text{C} está situada en el origen de coordenadas. La carga q2=6,4107Cq_2 = 6{,}4 \cdot 10^{-7}\,\text{C} está situada en el eje X en un punto de coordenada x=6mx = 6\,\text{m}.
a)
Explicar razonadamente en qué zona del plano XY está situado el punto donde el campo eléctrico total creado por ambas cargas es nulo, y calcular las coordenadas de ese punto.
b)
Calcular el potencial eléctrico total en ese punto.

Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
1,5 puntos
Dos cargas eléctricas puntuales negativas están fijas en el eje Y del plano XY. Ambas cargas son iguales q1=q2=2107Cq_1 = q_2 = -2 \cdot 10^{-7}\,\text{C}, y están situadas en puntos con coordenadas y1=30cmy_1 = 30\,\text{cm}, e y2=30cmy_2 = -30\,\text{cm}. En el eje X se coloca otra carga eléctrica negativa q3=5107Cq_3 = -5 \cdot 10^{-7}\,\text{C} en un punto A de coordenada xA=40cmx_A = 40\,\text{cm}.
a)
Calcular el módulo, dirección y sentido de la fuerza eléctrica total que sufre la carga en el punto A.
b)
Calcular el trabajo que es necesario realizar para transportar la carga q3q_3 desde el punto A hasta el origen de coordenadas sin variar su energía cinética.

Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
1,5 puntos
Dos hilos conductores rectos, paralelos y muy largos están separados una distancia d=3md = 3\,\text{m}. Por ambos conductores circulan corrientes eléctricas en el mismo sentido.
a)
Explicar razonadamente si la fuerza que se ejercen ambos hilos es atractiva o repulsiva.
b)
La fuerza magnética por unidad de longitud que se ejercen ambos conductores es de 16107N/m16 \cdot 10^{-7}\,\text{N/m}, y la intensidad de la corriente en el conductor 1 es I1=4AI_1 = 4\,\text{A}, calcular la intensidad de la corriente en el conductor 2.
c)
¿A qué distancia del conductor 1 se anula el campo magnético total creado por ambas corrientes?

Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
1,5 puntos
Un anión, que se mueve con velocidad v\vec{v} en la dirección y sentido del vector unitario i^\hat{i}, entra en una región donde existe un campo magnético uniforme B=0,2k^T\vec{B} = 0{,}2\hat{k}\,\text{T}.
a)
Haz un dibujo que represente los vectores v,B\vec{v}, \vec{B} y la fuerza magnética que sufre el anión.
b)
Si el radio de la trayectoria circular que describe el anión es de 10,2 cm, calcula el módulo de la velocidad del anión.
c)
Calcula el módulo de la fuerza magnética que sufre el anión.

Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
1,5 puntos
Por una cuerda tensa, dispuesta a lo largo del eje X, se propaga una onda armónica según la siguiente ecuación en unidades del SI: y(x,t)=0,1sen[2π(0,5x0,4t)]y(x, t) = 0{,}1 \sen[2\pi(0{,}5x - 0{,}4t)].
a)
Calcular la amplitud, el periodo, la longitud de onda y la velocidad de propagación de la onda.
b)
La distancia entre dos puntos de la cuerda en los que, en un mismo instante, la diferencia de fase de la perturbación es de 3π/23\pi/2 radianes.

Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
1,5 puntos
Un altavoz emite ondas sonoras de manera que a una distancia de 12 m del altavoz se percibe un nivel de intensidad sonora de 34 dB.
a)
¿A qué distancia D del altavoz nos debemos situar para percibir un nivel de intensidad sonora de 30 dB?
b)
Si nos situamos a una distancia 2D del altavoz, ¿cuál será el nivel de intensidad sonora que percibiremos en ese punto?

Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
Una persona P está mirando el escaparate E de una tienda que está a una distancia a=1,5ma = 1{,}5\,\text{m}. El cristal del escaparate actúa como un espejo plano de manera que la persona puede ver el reflejo de una farola F de altura h=3mh = 3\,\text{m} que está a una distancia b=3,5mb = 3{,}5\,\text{m} de la persona como indica la figura. La altura de los ojos de la persona sobre el suelo es de c=1,7mc = 1{,}7\,\text{m}. La imagen de la farola ocupa exactamente toda la altura dd del escaparate.
Diagrama de la persona P mirando el reflejo de la farola F en el escaparate E, con distancias a, b, c, h, d y e indicadas.
Diagrama de la persona P mirando el reflejo de la farola F en el escaparate E, con distancias a, b, c, h, d y e indicadas.
a)
Calcular la altura dd que tiene el cristal del escaparate.
b)
Calcular la distancia ee entre el borde inferior del cristal del escaparate y el suelo.

Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
Un objeto de 8 cm de altura está situado a 50 cm a la izquierda de una lente delgada. La imagen de este objeto es derecha, virtual y tiene una altura de 2 cm.
a)
Calcular la posición de la imagen respecto a la lente, y la potencia de la misma.
b)
Realizar el diagrama de rayos correspondiente.

Ejercicio 6 · Opción A

6Opción A
2 puntos
Un astronauta de 31 años se despide de su hermano, que tiene 27 años, ya que va a hacer un viaje en una nave espacial con una velocidad relativista del 92% de la velocidad de la luz en el vacío.
a)
¿Cuánto tiempo debe estar viajando el astronauta para que al volver a la Tierra su hermano sea 5 años mayor que él? Dar el resultado en el sistema de referencia de cada hermano.
b)
Un extraterrestre en reposo ve pasar la nave y le mide una longitud de 50 m, ¿cuál es la longitud de la nave medida por el propio astronauta?

Ejercicio 6 · Opción B

6Opción B
2 puntos
Sobre un material metálico se hace incidir radiación monocromática de frecuencia f=6,71014Hzf = 6{,}7 \cdot 10^{14}\,\text{Hz}. A consecuencia de ello, el metal emite electrones con una velocidad máxima de 7105m/s7 \cdot 10^5\,\text{m/s}.
a)
Calcular el trabajo de extracción del material metálico y su frecuencia umbral.
b)
La longitud de onda de de Broglie asociada a los electrones emitidos por el metal.