Física · Canarias 2017

Escriba la ecuación de una onda armónica que se propaga a lo largo del eje X en sentido positivo y explique ayudándose de las gráficas oportunas, los conceptos de amplitud, longitud de onda y periodo.

Un pequeño satélite artificial de $1000\,\text{kg}$ de masa, destinado a la detección de incendios, describe una órbita circular alrededor de la Tierra cada $90$ minutos. Calcule:

¿Cuál es la longitud de onda de la radiación solar asociada con fotones de una energía de aproximadamente $3{,}5\,\text{eV}$ (necesaria para romper el enlace químico de las moléculas de la piel humana y causar quemaduras solares)? ¿Cuál sería la longitud de onda de De Broglie de electrones con una energía cinética de $3{,}5\,\text{eV}$?

Un electrón se mueve en un campo magnético uniforme $\vec{B} = -0{,}8\vec{j}\,\text{T}$. Si en un instante dado su velocidad es $\vec{v} = 4 \cdot 10^4\vec{i}\,\text{m/s}$, determine para el electrón:

Un protón y un electrón poseen la misma velocidad. ¿Serán iguales sus longitudes de onda de De Broglie? Razone la respuesta.

En el banco óptico del laboratorio se dispone de una lente convergente cuya distancia focal vale $+20\,\text{cm}$.

Explicar gráficamente qué es una lente divergente. Representar el diagrama de rayos de un ojo humano que padece hipermetropía.

Una onda armónica senoidal transversal se propaga en sentido positivo del eje X con una frecuencia de $10\,\text{Hz}$, una velocidad de propagación de $20\,\text{m/s}$, una amplitud de $5\,\text{cm}$ y fase inicial nula. Determine:

Considere dos conductores rectilíneos y paralelos recorridos por intensidades de corriente del mismo sentido y valor $I_1 = I_2 = 2\,\text{A}$. Determine la distancia $d$ de separación entre ambos conductores, sabiendo que el módulo de la fuerza magnética por unidad de longitud vale $5 \cdot 10^{-6}\,\text{N/m}$.

Formule vectorialmente la Ley de Gravitación Universal de Newton. Considere dos electrones separados una distancia arbitraria $r$ y determine el cociente entre los módulos de la fuerza gravitatoria y de la fuerza electrostática que se ejercen mutuamente ambos electrones.

Calcule la fuerza con la que se atraen un protón y un electrón separados entre sí una distancia de $1{,}5 \cdot 10^{-10}\,\text{m}$. ¿Cuál es la energía potencial electrostática de este sistema de cargas?

Considere una carga puntual $q_1$ en reposo. Represente las líneas de campo eléctrico así como las superficies equipotenciales. ¿Cómo debe moverse una segunda carga $q_2$ para que su energía potencial electrostática permanezca constante?