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la cuevadel empollón
FísicaMadridPAU 2019Ordinaria

Física · Madrid 2019

5 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Después de leer atentamente todas las preguntas, el alumno deberá escoger una de las dos opciones propuestas y responder a las cuestiones de la opción elegida. CALIFICACIÓN: Cada pregunta se valorará sobre 2 puntos (1 punto cada apartado). TIEMPO: 90 minutos.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2 puntos
Una masa puntual m1=5 kgm_1 = 5\,\text{kg} está situada en el punto (4,3) m(4, 3)\,\text{m}.
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
a
Determine la intensidad del campo gravitatorio creado por la masa m1m_1 en el origen de coordenadas y el trabajo realizado al trasladar otra masa m2=0,5 kgm_2 = 0{,}5\,\text{kg} desde el infinito hasta el origen de coordenadas.1 pt
b
Situadas las masas m1m_1 y m2m_2 en las posiciones anteriores, ¿a qué distancia del origen de coordenadas, el campo gravitatorio resultante es nulo?1 pt
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Un detector situado a cierta distancia de una fuente sonora puntual mide un nivel de intensidad sonora de 80 dB80\,\text{dB}. Si se duplica la distancia entre la fuente y el detector, determine a esta distancia:
Datos
  • I0=10−12 W m−2I_0 = 10^{-12}\,\text{W m}^{-2}
a
La intensidad de la onda sonora.1 pt
b
El nivel de intensidad sonora.1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Se tienen dos hilos conductores rectilíneos, indefinidos y paralelos al eje zz que cortan al plano xyxy en los puntos O(0,0,0)O(0, 0, 0) y A(2,2,0) cmA(2, 2, 0)\,\text{cm}. Por cada cable circula una corriente de 5 A5\,\text{A} en el sentido positivo del eje zz. Calcule:
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 N A−2\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{N A}^{-2}
a
El vector campo magnético en el punto P(0,2,0) cmP(0, 2, 0)\,\text{cm} y en el punto Q(1,1,0) cmQ(1, 1, 0)\,\text{cm}.1 pt
b
La fuerza magnética por unidad de longitud que actúa sobre el conductor que pasa por el punto A(2,2,0) cmA(2, 2, 0)\,\text{cm} debida a la presencia del otro, indicando su dirección y sentido.1 pt
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Ejercicio 4

4
2 puntos
a
Determine a qué distancia debe colocarse un objeto delante de una lente convergente de 0,30 m0{,}30\,\text{m} de distancia focal, para que se forme una imagen virtual, derecha y dos veces mayor que el objeto.1 pt
b
El punto remoto de un ojo miope se encuentra 0,5 m0{,}5\,\text{m} delante de sus ojos. Determine la potencia de la lente que debe utilizar para ver nítido un objeto situado en el infinito.1 pt
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • e=1,6⋅10−19 Ce = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
a
La longitud de onda umbral de un metal para el efecto fotoeléctrico es 579 nm579\,\text{nm}. Calcule el trabajo de extracción del metal, y la energía cinética máxima de los electrones emitidos expresada en eV\text{eV} si el metal se ilumina con una radiación de 304 nm304\,\text{nm} de longitud de onda.1 pt
b
Si se hace incidir sobre otro metal la misma radiación del apartado anterior observamos que el potencial de frenado es de 4,08 V4{,}08\,\text{V}. Calcule el trabajo de extracción de este nuevo metal.1 pt
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Ejercicio 1

1
2 puntos
El Amazonas 5 es un satélite geoestacionario de comunicaciones de 5900 kg5900\,\text{kg} puesto en órbita en septiembre de 2017. Determine:
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • MT=5,97⋅1024 kgM_T = 5{,}97 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RT=6,37⋅106 mR_T = 6{,}37 \cdot 10^6\,\text{m}
a
La altura sobre el ecuador terrestre del satélite y su velocidad orbital.1 pt
b
La fuerza centrípeta necesaria para que describa la órbita y la energía total del satélite en dicha órbita.1 pt
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Una onda armónica transversal de frecuencia f=0,25 Hzf = 0{,}25\,\text{Hz} y longitud de onda λ=2 m\lambda = 2\,\text{m} se propaga en el sentido positivo del eje xx. Sabiendo que el punto situado en x=0,5 mx = 0{,}5\,\text{m} tiene, en el instante t=2 st = 2\,\text{s}, elongación nula y velocidad de oscilación negativa, y en el instante t=3 st = 3\,\text{s}, elongación y=−0,2 my = -0{,}2\,\text{m}, determine:
a
La expresión matemática que representa dicha onda.1 pt
b
La velocidad máxima de oscilación de cualquier punto alcanzado por la onda y la diferencia de fase, en un mismo instante, entre dos puntos situados en el eje xx que distan entre sí 0,75 m0{,}75\,\text{m}.1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Dos cargas puntuales, con valores q1=−4 nCq_1 = -4\,\text{nC} y q2=+2 nCq_2 = +2\,\text{nC} respectivamente, están situadas en los puntos P1(−5,0)P_1(-5, 0) y P2(3,0)P_2(3, 0) (coordenadas en centímetros). Determine:
Datos
  • K=9⋅109 N m2 C−2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
a
El campo eléctrico y el potencial eléctrico en el origen de coordenadas.1 pt
b
En qué punto situado en el segmento que une las dos cargas el potencial eléctrico se anula.1 pt
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Un rayo de luz se propaga según muestra el esquema de la figura. Primero incide con un ángulo i1i_1 desde un medio de índice de refracción n1=1,6n_1 = 1{,}6 sobre un medio de índice de refracción n2=1,3n_2 = 1{,}3 de manera que el rayo reflejado y el rayo refractado forman entre sí un ángulo de 90∘90^\circ. El rayo refractado incide con el ángulo crítico ici_c sobre otro medio de índice de refracción n3n_3 desconocido. Determine:
Esquema de refracción y reflexión de un rayo de luz a través de tres medios con índices n1, n2 y n3.
a
Los ángulos de incidencia i1i_1 e ici_c.1 pt
b
El índice de refracción n3n_3.1 pt
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Se dispone de una muestra de 10 mg10\,\text{mg} de X238X22238Pu\ce{^{238}Pu} cuyo período de semidesintegración es de 87,787{,}7 años y su masa atómica es 238 u238\,\text{u}. Calcule:
Datos
  • NA=6,02⋅1023 mol−1N_A = 6{,}02 \cdot 10^{23}\,\text{mol}^{-1}
a
El tiempo necesario para que la muestra se reduzca a 2 mg2\,\text{mg}.1 pt
b
Los valores de la actividad inicial y final.1 pt
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