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la cuevadel empollón
FísicaMadridPAU 2013Extraordinaria

Física · Madrid 2013

10 ejercicios90 min de duración

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
2 puntos
Dos satélites describen órbitas circulares alrededor de un planeta cuyo radio es de 3000km3000\,\text{km}. El primero de ellos orbita a 1000km1000\,\text{km} de la superficie del planeta y su periodo orbital es de 2h2\,\text{h}. La órbita del segundo tiene un radio 500km500\,\text{km} mayor que la del primero. Calcula:
a)1 pts
El módulo de la aceleración de la gravedad en la superficie del planeta.
b)1 pts
El periodo orbital del segundo satélite.

Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2 puntos
Dos planetas, A y B, tienen la misma densidad. El planeta A tiene un radio de 3500km3500\,\text{km} y el planeta B un radio de 3000km3000\,\text{km}. Calcule:
a)1 pts
La relación que existe entre las aceleraciones de la gravedad en la superficie de cada planeta.
b)1 pts
La relación entre las velocidades de escape en cada planeta.

Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2 puntos
Un altavoz emite sonido como un foco puntual. A una distancia dd, el sonido se percibe con un nivel de intensidad sonora de 30dB30\,\text{dB}. Determine:
a)1 pts
El factor en el que debe incrementarse la distancia al altavoz para que el sonido se perciba con un nivel de intensidad sonora de 20dB20\,\text{dB}.
b)1 pts
El factor en el que debe incrementarse la potencia del altavoz para que a la distancia dd el sonido se perciba con un nivel de intensidad sonora de 70dB70\,\text{dB}.

Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2 puntos
La velocidad de una partícula que describe un movimiento armónico simple alcanza un valor máximo de 40cm s140\,\text{cm s}^{-1}. El periodo de oscilación es de 2,5s2{,}5\,\text{s}. Calcule:
a)1 pts
La amplitud y la frecuencia angular del movimiento.
b)1 pts
La distancia a la que se encuentra del punto de equilibrio cuando su velocidad es de 10cm s110\,\text{cm s}^{-1}.

Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
Se quiere obtener una imagen derecha y virtual, de 25cm25\,\text{cm} de altura, de un objeto de 10cm10\,\text{cm} de altura que se sitúa a una distancia de 1m1\,\text{m} de una lente delgada.
a)1 pts
Calcule la potencia, en dioptrías, de la lente que habría que usar así como el tipo de lente.
b)1 pts
Realice el diagrama de rayos correspondiente.

Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Se tiene un prisma rectangular de vidrio de índice de refracción 1,481{,}48. Del centro de su cara A se emite un rayo que forma un ángulo α\alpha con el eje vertical del prisma, como muestra la figura. La anchura del prisma es de 20cm20\,\text{cm} y la altura de 30cm30\,\text{cm}.
Diagrama de un rayo incidiendo en un prisma rectangular desde la cara A con ángulo alfa hacia la cara B.
Diagrama de un rayo incidiendo en un prisma rectangular desde la cara A con ángulo alfa hacia la cara B.
a)1 pts
Si el medio exterior es aire, ¿cuál es el máximo valor de α\alpha para que el rayo no salga por la cara B? Justifique la respuesta.
b)1 pts
Si el medio exterior es agua, ¿cuál es el máximo valor de α\alpha para que el rayo no salga por la cara B? Para este valor de α\alpha, ¿cuál es el ángulo con el que emerge de la cara C?

Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
Dos muestras de material radiactivo, A y B, se prepararon con tres días de diferencia. La muestra A, que se preparó en primer lugar, contenía doble cantidad de cierto isótopo radiactivo que la B. En la actualidad, se detectan 20002000 desintegraciones por hora en ambas muestras. Determine:
a)1 pts
El tiempo de semidesintegración del isótopo radiactivo.
b)1 pts
La actividad que tendrán ambas muestras dentro de un año.

Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
a)1 pts
Calcule la longitud de onda de un fotón que posea la misma energía que un electrón en reposo.
b)1 pts
Calcule la frecuencia de dicho fotón y, a la vista de la tabla, indique a qué tipo de radiación correspondería.
UltravioletaEntre 7,5×10147{,}5 \times 10^{14} Hz y 3×10173 \times 10^{17} Hz
Rayos-XEntre 3×10173 \times 10^{17} Hz y 3×10193 \times 10^{19} Hz
Rayos gammaMás de 3×10193 \times 10^{19} Hz

Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
Se tiene un plano infinito con una densidad de carga superficial positiva σ\sigma.
a)1 pts
Deduzca, utilizando el teorema de Gauss, el vector campo eléctrico generado por la distribución.
b)1 pts
Calcule la diferencia de potencial eléctrico entre dos puntos, en el mismo semiespacio, a una distancia dd en la dirección perpendicular al plano cargado. Justifique si cambiaría su respuesta si la dirección fuera paralela al plano cargado.

Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
Dos partículas idénticas A y B, de cargas 3,2×1019C3{,}2 \times 10^{-19}\,\text{C} y masas 6,4×1027kg6{,}4 \times 10^{-27}\,\text{kg}, se mueven en una región donde existe un campo magnético uniforme de valor: B0=(i+j)T\vec{B}_0 = (\vec{i} + \vec{j})\,\text{T}. En un instante dado, la partícula A se mueve con velocidad vA=(103i+103j)m s1\vec{v}_A = (-10^3 \vec{i} + 10^3 \vec{j})\,\text{m s}^{-1} y la partícula B con velocidad vB=(103i103j)m s1\vec{v}_B = (-10^3 \vec{i} - 10^3 \vec{j})\,\text{m s}^{-1}.
a)1 pts
Calcule, en ese instante, la fuerza que actúa sobre cada partícula.
b)1 pts
Una de ellas realiza un movimiento circular; calcule el radio de la trayectoria que describe y la frecuencia angular del movimiento.