Saltar al contenido
la cuevadel empollón
FísicaCataluñaPAU 2015Extraordinaria

Física · Cataluña 2015

8 ejercicios90 min de duración

Ejercicio 1

1
2 puntos
PART COMUNA
En 1877, el astrónomo Asaph Hall descubrió los satélites del planeta Marte: Fobos y Deimos. El día 6 de agosto de 2012, el robot Curiosity llegó al planeta Marte y desde entonces envía información a la Tierra sobre las características de este planeta. A partir de los datos suministrados, calcule:
Imágenes de los satélites Fobos y Deimos
Imágenes de los satélites Fobos y Deimos
a)1 pts
La masa del planeta Marte.
b)1 pts
El radio de la órbita de Deimos y la velocidad de escape del robot Curiosity desde la superficie del planeta.
Ver este ejercicio

Ejercicio 2

2
2 puntos
PART COMUNA
Hemos construido esta gráfica a partir de datos de frecuencia recogidos cuando una fuente de sonido se movía acercándose a nosotros (velocidades positivas) o alejándose (velocidades negativas), a velocidades diferentes.
a)1 pts
¿Cómo se llama el fenómeno que hemos estudiado en este experimento? La fuente de sonido se acerca a nosotros con un movimiento rectilíneo uniforme (MRU) a 100 m/s100\,\text{m/s} y nos sobrepasa. ¿Qué cambio de frecuencia (expresada en Hz) sentiremos en el momento en que pase justo por nuestro lado? ¿La frecuencia que sentiremos aumentará o disminuirá?
Gráfica de frecuencia (Hz) frente a velocidad (m/s) mostrando el efecto Doppler
Gráfica de frecuencia (Hz) frente a velocidad (m/s) mostrando el efecto Doppler
b)1 pts
La tabla siguiente muestra cómo disminuye la intensidad sonora cuando nos situamos a diferentes distancias de un emisor puntual de sonido. Calcule a qué distancia, aproximadamente, tendremos que estar para que el nivel de sensación sonora sea de 65 dB65\,\text{dB} y calcule la potencia de la fuente sonora, suponiendo que emite igual en todas las direcciones.
Distancia (m)5,010,015,020,025,030,035,0
I (mW m-2)0,0800,0200,00890,00500,00320,00220,0016
Ver este ejercicio

Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
2 puntos
El radón 222, de símbolo Rn, es un gas noble responsable de buena parte de la exposición de las personas a las radiaciones ionizantes. El X222X22222Rn\ce{^{222}Rn} se forma en el subsuelo a partir del radio (Ra) y debido a su estado gaseoso se difunde hacia la atmósfera.
a)1 pts
Cuando el X222X22222Rn\ce{^{222}Rn} se desintegra emite partículas α\alpha. Escriba la ecuación nuclear de este proceso de desintegración.
b)1 pts
Además de la radiación α\alpha, durante el proceso de desintegración también se emiten rayos γ\gamma (no es necesario que los incluya en la ecuación del apartado anterior). Calcule la frecuencia y la longitud de onda de un fotón γ\gamma de energía 5,50 MeV5{,}50\,\text{MeV}.
Ver este ejercicio

Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
El copernicio X112277X21122277Cn\ce{^{277}_{112}Cn} fue sintetizado en el laboratorio del Centro para la Investigación de Iones Pesados (GSI) de Darmstadt (Alemania) el 9 de febrero de 1999. El nombre oficial data de febrero de 2010, en honor a Nicolás Copérnico. Para obtenerlo, se bombardea una diana de plomo con proyectiles de átomos de zinc. La reacción se puede escribir así: Xa208X2a2208Pb+Xb70X2b270Zn→X112277X21122277Cn+?\ce{^{208}_{a}Pb + ^{70}_{b}Zn -> ^{277}_{112}Cn + ?} El X112277X21122277Cn\ce{^{277}_{112}Cn} se desintegra según la secuencia siguiente: X112277X21122277Cn→X110273X21102273X+?X110273X21102273X→X108269X21082269X+?X108269X21082269X→X106265X21062265X+?X106265X21062265X→X104261X21042261X+?X104261X21042261X→X102257X21022257X+?X102257X21022257X→X100253X21002253Fm+?\begin{aligned} \ce{^{277}_{112}Cn &-> ^{273}_{110}X + ?} \\ \ce{^{273}_{110}X &-> ^{269}_{108}X + ?} \\ \ce{^{269}_{108}X &-> ^{265}_{106}X + ?} \\ \ce{^{265}_{106}X &-> ^{261}_{104}X + ?} \\ \ce{^{261}_{104}X &-> ^{257}_{102}X + ?} \\ \ce{^{257}_{102}X &-> ^{253}_{100}Fm + ?} \end{aligned} El X112277X21122277Cn\ce{^{277}_{112}Cn} tiene un período de semidesintegración de 0,17 ms0{,}17\,\text{ms}.
Retrato de Nicolás Copérnico
Retrato de Nicolás Copérnico
a)1 pts
Complete la reacción de obtención del X112277X21122277Cn\ce{^{277}_{112}Cn} a partir de plomo y de zinc. ¿Qué porcentaje de X112277X21122277Cn\ce{^{277}_{112}Cn} permanece sin desintegrarse al cabo de un minuto de haberse producido la reacción de obtención de este isótopo?
b)1 pts
Escriba la secuencia o serie radiactiva (con todos los símbolos de los elementos) hasta llegar al fermio.
82Pb110Ds108Hs106Sg104Rf102No100Fm30Zn
plomodarmstadiohassioseaborgiorutherfordionobeliofermiozinc
Ver este ejercicio

Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
Dos esferas metálicas macizas cuelgan cada una de un hilo no conductor, como muestra la figura. Las dos esferas tienen la misma masa y la misma carga negativa de valor −5,80 μC-5{,}80\,\mu\text{C} y se encuentran en equilibrio formando un ángulo de 30∘30^\circ con la vertical. La distancia desde el punto P hasta el centro de cada esfera es de 1,00 m1{,}00\,\text{m}.
Diagrama de dos esferas cargadas suspendidas de un punto P formando ángulos de 30 grados con la vertical
Diagrama de dos esferas cargadas suspendidas de un punto P formando ángulos de 30 grados con la vertical
a)1 pts
Calcule el valor de la masa de cada una de las esferas.
b)1 pts
Calcule el campo eléctrico total (módulo, dirección y sentido) en el punto P.
Ver este ejercicio

Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
En una zona del espacio hay dos cargas eléctricas puntuales de la misma magnitud pero de signo contrario separadas 20,0 cm20{,}0\,\text{cm}.
a)1 pts
Calcule la energía potencial de la distribución de cargas.
b)1 pts
¿Qué trabajo hay que hacer para separar las cargas desde una distancia inicial de 20,0 cm20{,}0\,\text{cm} hasta una distancia final de 50,0 cm50{,}0\,\text{cm}?
Ver este ejercicio

Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
En un selector de velocidades, un protón se mueve en la dirección xx en una región con campos cruzados, donde E⃗=2,00×105 N/C ȷ\vec{E} = 2{,}00 \times 10^5\,\text{N/C}\,ȷ y B⃗=3,00×103 G k⃗\vec{B} = 3{,}00 \times 10^3\,\text{G}\,\vec{k}.
a)1 pts
Dibuje un esquema de los campos y también de las fuerzas que actúan sobre el protón. ¿Cuál es la velocidad del protón si no se desvía de su trayectoria rectilínea?
b)1 pts
Mientras el protón se mueve sin desviarse interrumpimos el campo eléctrico. Calcule el radio de curvatura de la trayectoria del protón.
Ver este ejercicio

Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
En una zona del espacio hay un campo magnético uniforme de 0,40 T0{,}40\,\text{T}. En esta región hay una espira circular de 200 cm2200\,\text{cm}^2 de área que gira a 191 rpm191\,\text{rpm} (revoluciones por minuto), tal como indica la figura.
Diagrama de una espira circular girando en un campo magnético uniforme vertical
Diagrama de una espira circular girando en un campo magnético uniforme vertical
a)1 pts
Si en el instante inicial el campo magnético es perpendicular al plano de la espira, exprese la ecuación del flujo magnético que atraviesa la espira en función del tiempo.
b)1 pts
¿Cuál es la fuerza electromotriz (FEM) máxima generada por la espira?
Ver este ejercicio