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la cuevadel empollón
FísicaCanariasPAU 2015Ordinaria

Física · Canarias 2015

12 ejercicios

Instrucciones

De las dos opciones propuestas, sólo hay que desarrollar una opción completa. Cada problema correcto vale tres puntos: un punto por cada apartado correcto. Cada cuestión correcta vale un punto.

Ejercicio 1 · A · CUESTIONES

1Opción A
1 punto
Cuestiones
Explique el fenómeno de la reflexión total. Calcule el ángulo límite cuando la luz pasa de un medio con índice de refracción de n=1,7n = 1{,}7 al aire (n′=1n' = 1).
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Ejercicio 1 · A · PROBLEMAS

1Opción A
3 puntos
Problemas
Una carga de 2⋅10−4 C2 \cdot 10^{-4}\,\text{C} está situada en el origen de coordenadas y otra de −15⋅10−4 C-15 \cdot 10^{-4}\,\text{C} está situada en el eje Y a 4 m4\,\text{m} del origen. Calcule:
Datos
  • K=9⋅109 N⋅m2/C2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N} \cdot \text{m}^2 / \text{C}^2
a
El vector campo electrostático en el punto (3,0)(3,0).1 pt
b
El potencial electrostático en el punto (3,0)(3,0) y en el punto (3,4)(3,4).1 pt
c
El trabajo realizado para llevar una carga de 2 C2\,\text{C} desde el punto (3,0)(3,0) al punto (3,4)(3,4).1 pt
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Ejercicio 1 · B · CUESTIONES

1Opción B
1 punto
Cuestiones
Escriba las expresiones de la energía cinética, potencial y total en función de la posición, para una partícula que describe un movimiento armónico simple. Represente gráficamente dichas energías en función de la elongación.
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Ejercicio 1 · B · PROBLEMAS

1Opción B
3 puntos
Problemas
Fobos es un satélite de Marte que gira en una órbita circular de radio 9380 km9380\,\text{km} con un periodo de revolución de 7,65 h7{,}65\,\text{h}. Deimos, otro satélite de Marte, gira en otra órbita circular de radio 23460 km23460\,\text{km}. Determine:
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N⋅m2⋅kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N} \cdot \text{m}^2 \cdot \text{kg}^{-2}
  • MF=1,1⋅1016 kgM_F = 1{,}1 \cdot 10^{16}\,\text{kg}
  • MD=2,4⋅1015 kgM_D = 2{,}4 \cdot 10^{15}\,\text{kg}
a
La masa de Marte.1 pt
b
La energía mecánica del satélite Fobos.1 pt
c
El periodo de revolución del satélite Deimos.1 pt
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Ejercicio 2 · A · CUESTIONES

2Opción A
1 punto
Cuestiones
Enuncie la Ley de Faraday-Henry y Lenz. Aplíquela para calcular la fuerza electromotriz inducida en una espira, sabiendo que el flujo magnético a través de la misma viene dado por Φ(t)=4⋅cos⁡(3t)\Phi(t) = 4 \cdot \cos(3t).
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Ejercicio 2 · A · PROBLEMAS

2Opción A
3 puntos
Problemas
Un objeto luminoso de 2 cm2\,\text{cm} de altura está situado a 4 m4\,\text{m} de distancia de una pantalla. Entre el objeto y esta pantalla se coloca una lente delgada, de distancia focal desconocida, que produce una imagen en la pantalla, cuya altura es tres veces mayor que la del objeto. Determine:
a
La distancia focal ¿la lente es convergente o divergente?1 pt
b
La posición del objeto y de la imagen respecto de la lente.1 pt
c
La potencia y el aumento lateral de la lente.1 pt
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Ejercicio 2 · B · CUESTIONES

2Opción B
1 punto
Cuestiones
Enuncie las tres leyes de Kepler sobre el movimiento planetario y demuestre la tercera ley de Kepler haciendo uso de la segunda ley de Newton y de la ley de gravitación universal.
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Ejercicio 2 · B · PROBLEMAS

2Opción B
3 puntos
Problemas
Tenemos un metal cuyo trabajo de extracción para electrones es de 2,5 eV2{,}5\,\text{eV}. Se ilumina con una luz monocromática y se observa que la velocidad máxima de los electrones emitidos es de 1,0⋅106 m/s1{,}0 \cdot 10^6\,\text{m/s}. Calcule:
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • me=9,1⋅10−31 kgm_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • 1 eV=1,6⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
a
La frecuencia de la luz.1 pt
b
La longitud de onda de De Broglie asociada a los electrones emitidos a 1,0⋅106 m/s1{,}0 \cdot 10^6\,\text{m/s}.1 pt
c
La longitud de onda de la luz con la que hay que iluminar el metal, para extraer electrones con energía cinética máxima de 7,0⋅10−19 J7{,}0 \cdot 10^{-19}\,\text{J}.1 pt
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
1 punto
Cuestiones
Escriba la expresión vectorial de la intensidad de campo gravitatorio y explique el significado de cada uno de sus términos. ¿Este campo es conservativo? ¿Cuánto vale el trabajo total que realiza este campo sobre una partícula que se traslada desde un punto A hasta otro punto B y desde éste, regresa a A?
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
1 punto
Cuestiones
En la figura adjunta, se muestra un cable conductor, rectilíneo, por el que circula una corriente II de 2 A2\,\text{A}. Este cable conductor, atraviesa una región en la que existe un campo magnético BB de 3⋅10−2 T\sqrt{3} \cdot 10^{-2}\,\text{T}, que forma un ángulo de 60∘60^{\circ} con él. ¿Qué fuerza por unidad de longitud ejerce el campo magnético sobre el cable? ¿Cuál es la dirección de esta fuerza?
Diagrama de un cable conductor con corriente I y un campo magnético B formando un ángulo de 60 grados.
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
1 punto
Cuestiones
Defina la energía de enlace por nucleón. Para el núcleo de Manganeso de número másico 55 y número atómico 25, cuya masa atómica es 54,938 u54{,}938\,\text{u}, determina su energía de enlace por nucleón.
Datos
  • 1 u=1,66⋅10−27 kg1\,\text{u} = 1{,}66 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • 1 u=931 MeV1\,\text{u} = 931\,\text{MeV}
  • mp=1,0073 um_p = 1{,}0073\,\text{u}
  • mn=1,0087 um_n = 1{,}0087\,\text{u}
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • 1 eV=1,6⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
1 punto
Cuestiones
Un objeto luminoso se encuentra delante de un espejo esférico cóncavo. Realice la construcción gráfica de la imagen, si el objeto está situado a una distancia superior a la distancia focal del espejo.
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