Física · Cataluña 2014

El Meteosat es un satélite meteorológico lanzado por la Agencia Espacial Europea (ESA) que proporciona información meteorológica de África y Europa. Como el objetivo del Meteosat es ofrecer imágenes de una misma zona del planeta, el satélite sigue una órbita geoestacionaria: gira en el plano ecuatorial a la misma velocidad angular que la Tierra.

Una carga puntual $Q_1 = +1{,}00 \times 10^{-8}\,\text{C}$ está situada en el origen de coordenadas. Otra carga puntual $Q_2 = -2{,}00 \times 10^{-8}\,\text{C}$ está situada en el semieje Y positivo, a $3{,}00\,\text{m}$ del origen. Calcule:

En la espectroscopia de fotoemisión ultravioleta (UV), iluminamos las muestras con un haz de radiación UV y analizamos la energía de los electrones emitidos.

En un yacimiento arqueológico se encuentran unos restos óseos antiguos de animales. Un gramo de estos restos contiene $9{,}5 \times 10^8$ átomos de carbono 14. El análisis de una muestra actual, de la misma masa y de características similares, revela que, en el momento de la muerte de los animales, los huesos tenían $6{,}9 \times 10^9$ átomos de C-14/gramo.

Encontramos una aplicación de la inducción electromagnética en los aparatos de soldadura eléctrica. En uno de estos aparatos desmontado vemos dos bobinas como las de un transformador. La bobina primaria tiene $1000$ espiras y la secundaria tiene $20$. En la bobina secundaria, hecha de un hilo mucho más grueso, es donde va conectado el electrodo para realizar la soldadura. Sabemos, por las especificaciones técnicas impresas en la máquina, que por el circuito secundario circula una intensidad de corriente de $100\,\text{A}$. Determine:

Sobre una horquilla conductora como la de la figura adjunta, desliza una barra metálica con un movimiento vibratorio armónico simple alrededor de la posición de equilibrio $x_0 = 1\,\text{m}$, según la ecuación de movimiento siguiente (todas las magnitudes están expresadas en el sistema internacional, SI): $$x(t) = x_0 - 0{,}3 \sen(32t)$$ Todo el conjunto se encuentra dentro de un campo magnético uniforme, perpendicular al plano de la horquilla y en el sentido de entrada al plano del papel, de módulo $B = 0{,}5\,\text{T}$.

De una manera muy simplificada, podemos decir que la trompeta es un instrumento musical de viento en el que las diferentes notas son producidas aplicando aire por un extremo (que se considera cerrado debido a la presencia de los labios del músico) y que se emiten por el otro, considerado abierto. Las notas producidas corresponden a determinados armónicos asociados a las ondas estacionarias que se originan en el instrumento. La trompeta consta también de tres pistones que, cuando se pulsan, aumentan de manera efectiva la longitud y cambian las notas emitidas.

El timbre que suena en una escuela a la hora del patio para que los alumnos vuelvan a clase es muy fuerte. Para saber hasta dónde lo oirán, en caso de no haber edificios ni ningún tipo de pérdida de energía, medimos con el teléfono inteligente (smartphone) el nivel de intensidad sonora a $7{,}0\,\text{m}$ de distancia del timbre y obtenemos un valor de $50\,\text{dB}$. Calcule: