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la cuevadel empollón
FísicaLa RiojaPAU 2017Extraordinaria

Física · La Rioja 2017

6 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
El alumno debe elegir una sola de las opciones. No deben resolverse preguntas de opciones diferentes.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
1,5 puntos
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N⋅m2/kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N}\cdot\text{m}^2/\text{kg}^2
a
Deducir razonadamente a partir de la ley de Newton, la expresión del periodo orbital de un planeta en órbita circular alrededor del Sol. Dar la expresión en función de la masa del Sol MSM_S y el radio RR de la órbita del planeta.
b
Si el radio de la órbita de la Tierra, suponiéndola circular, es R=1,5⋅1011 mR = 1{,}5 \cdot 10^{11}\,\text{m}, calcular el valor de la masa del Sol.

Ejercicio 2

2
1,5 puntos
Una carga eléctrica puntual positiva q1=10−6 Cq_1 = 10^{-6}\,\text{C} está fija en el origen. Calcular el trabajo necesario para trasladar otra carga eléctrica puntual positiva q2=5⋅10−8 Cq_2 = 5 \cdot 10^{-8}\,\text{C} desde el punto A de coordenadas (1,0,0) m(1, 0, 0)\,\text{m} hasta el punto B de coordenadas (0,5,0,0) m(0{,}5, 0, 0)\,\text{m} sin variar su energía cinética.
Datos
  • k=9⋅109 N⋅m2/C2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2

Ejercicio 3

3
1,5 puntos
Por dos hilos conductores, rectilíneos y paralelos, de gran longitud y separados una distancia de 20 cm20\,\text{cm}, circulan dos corrientes de intensidades iguales I1=I2=3 AI_1 = I_2 = 3\,\text{A}, en sentidos opuestos como indica la figura. Calcular:
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 N/A2\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{N/A}^2
Dos conductores paralelos con corrientes I1 (hacia afuera) e I2 (hacia adentro) separados 20 cm con un punto P intermedio.
a
El vector campo magnético total en el punto P, equidistante de ambos conductores, expresando su módulo, dirección y sentido.
b
La fuerza magnética por unidad de longitud que ejerce el conductor 1 sobre el 2, expresando su módulo, dirección y sentido.

Ejercicio 4

4
2 puntos
Una onda armónica con una amplitud de 15 cm15\,\text{cm} y con una longitud de onda λ\lambda de 100 cm100\,\text{cm}, se propaga por una cuerda en el sentido positivo del eje X. Se sabe que el periodo de la onda es de 0,04 s0{,}04\,\text{s} y que en el instante inicial t=0 st = 0\,\text{s} en el origen x=0x = 0, el desplazamiento vertical de la cuerda es de 15 cm15\,\text{cm}. Calcular:
a
La ecuación de la onda expresada en unidades del SI.
b
La velocidad transversal de un punto de la cuerda situado a 50 cm50\,\text{cm} del origen en el instante t=0,01 st = 0{,}01\,\text{s}.

Ejercicio 5

5
1,5 puntos
Una lente delgada convergente con una distancia focal imagen de 18 cm18\,\text{cm} forma una imagen real e invertida que es 3 veces más grande que el objeto.
a
Calcular las posiciones del objeto y de la imagen respecto a la lente.
b
Realizar el diagrama de rayos correspondiente.

Ejercicio 6

6
2 puntos
Una nave espacial A pasa ante un observador B con una velocidad relativa de 0,3c0{,}3c, siendo cc la velocidad de la luz en el vacío. El observador B mide que una persona dentro de la nave espacial tarda un tiempo de 3,96 s3{,}96\,\text{s} en recorrer una distancia de 5 m5\,\text{m} en la dirección del movimiento de la nave. Calcular:
a
El valor de ese tiempo medido por la persona de la nave.
b
El valor de la distancia recorrida por la persona de la nave medido por ella misma.

Ejercicio 1

1
1,5 puntos
La luz del Sol tarda 3,223{,}22 minutos en llegar a Mercurio y 8,318{,}31 minutos en llegar a la Tierra. Suponiendo que las órbitas descritas por los dos planetas son circulares, calcular la velocidad angular orbital de Mercurio en torno al Sol.
Datos
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}

Ejercicio 2

2
1,5 puntos
Una carga eléctrica puntual positiva, q1=4⋅10−9 Cq_1 = 4 \cdot 10^{-9}\,\text{C}, está fija en el origen. Otra carga eléctrica puntual negativa q2=−4⋅10−9 Cq_2 = -4 \cdot 10^{-9}\,\text{C}, está fija en el eje X en un punto de coordenada x=6 mx = 6\,\text{m}. Calcular el vector campo eléctrico total creado por ambas cargas en el punto P del plano XY de coordenadas (3,4) m(3, 4)\,\text{m}. Expresar su módulo, dirección y sentido.
Datos
  • k=9⋅109 N⋅m2/C2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N}\cdot\text{m}^2/\text{C}^2

Ejercicio 3

3
1,5 puntos
Se tienen dos hilos conductores rectos, paralelos e infinitos, separados una distancia d=20 cmd = 20\,\text{cm}. Por el conductor 1 circula una corriente eléctrica de intensidad I1=2 AI_1 = 2\,\text{A} hacia la derecha como indica la figura. ¿Qué intensidad de corriente I2I_2, y en qué sentido, debe circular por el conductor 2 para que se anule el campo magnético total en el punto P? Justifica razonadamente la respuesta.
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 N/A2\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{N/A}^2
Dos hilos paralelos horizontales separados una distancia d, con un punto P situado a una distancia d por debajo del segundo hilo.

Ejercicio 4

4
1,5 puntos
Las intensidades de dos ondas sonoras son de 20⋅10−8 W/m220 \cdot 10^{-8}\,\text{W/m}^2 y 700⋅10−8 W/m2700 \cdot 10^{-8}\,\text{W/m}^2. Calcular la diferencia entre los niveles de intensidad sonora de ambas ondas.

Ejercicio 5

5
2 puntos
Un objeto luminoso está situado a 50 cm50\,\text{cm} de distancia a la izquierda de una pantalla. Se quiere proyectar la imagen del objeto sobre la pantalla mediante una lente delgada convergente de 10 dioptrías. Existen dos casos distintos en los cuales la lente produce sobre la pantalla la imagen de ese objeto. Calcular:
a
La posición del objeto respecto a la lente en cada uno de esos dos casos.
b
El aumento lateral producido por la lente en cada caso.

Ejercicio 6

6
2 puntos
Calcular la longitud de onda y la frecuencia de de Broglie asociadas a un electrón que se mueve de forma no relativista con una velocidad de 105 m/s10^5\,\text{m/s}.
Datos
  • me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J}\cdot\text{s}