Física · Andalucía 2024

Considere la fuerza gravitatoria que una partícula ejerce sobre otra. Razone si son verdaderos los siguientes enunciados: i) Es una fuerza central. ii) Su módulo es directamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las partículas.

Dos partículas iguales de masa $2\,\text{kg}$ están situadas en los puntos $A(-5,0)\,\text{m}$ y $B(5,0)\,\text{m}$. Calcule razonadamente: i) el campo gravitatorio creado en el punto $C(0,4)\,\text{m}$ y represéntelo gráficamente; ii) el trabajo realizado por el campo gravitatorio cuando se traslada una tercera masa de $1\,\text{kg}$ desde el punto $C$ hasta el punto $O(0,0)\,\text{m}$. Justifique el signo del trabajo.

Un hilo rectilíneo muy largo por el que circula una intensidad de corriente $I$ está situado en el mismo plano que una espira circular. Razone, apoyándose en un esquema, en qué sentido circula la corriente inducida en la espira en las siguientes situaciones: i) la espira se acerca al hilo; ii) aumenta la intensidad de corriente en el hilo, manteniendo fija la distancia entre el hilo y la espira.

Una bobina formada por 300 espiras circulares de radio $1\,\text{cm}$ está situada en el interior de un campo magnético de módulo $B(t) = 0{,}3 - 0{,}3t^2$ (S.I.), cuya dirección forma un ángulo de $45^\circ$ con el eje de la bobina. Determine: i) el flujo magnético para $t = 1\,\text{s}$; ii) la fuerza electromotriz inducida en la bobina para $t = 1\,\text{s}$.

Razone, basándose en el trazado de rayos, dónde hay que colocar un objeto con respecto a una lente delgada convergente para que: i) la imagen formada sea real, invertida y del mismo tamaño que el objeto; ii) la imagen obtenida sea virtual, derecha y de mayor tamaño que el objeto.

Un objeto de $10\,\text{cm}$ de altura se sitúa a $3\,\text{m}$ de una lente divergente. Si la imagen se forma delante de la lente, y a una distancia de $1{,}5\,\text{m}$ de la misma, calcule: i) la distancia focal, justificando su signo; ii) el tamaño de la imagen, indicando si es derecha o invertida con respecto al objeto. Indique el criterio de signos utilizado.

Un haz luminoso produce la emisión de fotoelectrones en un metal. Explique cómo se modifica el número de fotoelectrones y su energía cinética si: i) aumenta la intensidad del haz luminoso; ii) aumenta la frecuencia de la luz incidente.

Para observar el efecto fotoeléctrico sobre un metal, que posee una función de trabajo de $3{,}36 \cdot 10^{-19}\,\text{J}$, se utiliza una lámpara de Cd que emite en cuatro líneas espectrales de distinta longitud de onda: roja a $6{,}438 \cdot 10^{-7}\,\text{m}$; verde a $5{,}382 \cdot 10^{-7}\,\text{m}$; azul a $4{,}800 \cdot 10^{-7}\,\text{m}$ y violeta a $3{,}729 \cdot 10^{-7}\,\text{m}$. Determine razonadamente: i) ¿Qué líneas espectrales provocarán efecto fotoeléctrico en dicho material? ii) ¿Qué energía cinética máxima y potencial de frenado tendrán los fotoelectrones si se utiliza la línea espectral azul?

Dos planetas A y B describen órbitas circulares alrededor de una estrella. Razone cuál de los dos planetas tiene mayor energía cinética en las siguientes situaciones: i) ambas masas son iguales y el radio de la órbita del planeta A es mayor que el de B; ii) los radios de sus órbitas son iguales pero la masa del planeta B es mayor que la de A.

La masa del planeta Saturno es 95 veces la de la Tierra y su diámetro 8 veces mayor que el terrestre. Determine: i) el valor de la gravedad en la superficie de Saturno; ii) la velocidad de escape de un cuerpo desde la superficie de Saturno.

Una partícula cargada negativamente se encuentra en el seno de un campo eléctrico uniforme. i) Si la partícula se mueve en la misma dirección y sentido que el campo, ¿aumenta o disminuye su energía potencial? ¿Se mueve espontáneamente? ii) Si la partícula se mueve perpendicularmente a las líneas de campo, ¿cómo varía su energía potencial?

Considere una carga puntal de $2\,\mu\text{C}$ localizada en un punto $A(1,1)\,\text{m}$. Determine razonadamente: i) el campo eléctrico creado por la carga puntual en el punto $P(2,2)\,\text{m}$; ii) el trabajo necesario para trasladar una carga puntual de $3\,\mu\text{C}$ desde el infinito hasta el punto $P$, justificando el signo.

Un rayo de luz viaja por un medio y al llegar a la superficie de separación con otro medio se refracta, alejándose de la normal. Justifique razonadamente: i) en qué medio se propaga el rayo a menor velocidad; ii) en qué medio el rayo tiene mayor longitud de onda.

Una lámina de vidrio de caras plano-paralelas tiene $10\,\text{cm}$ de espesor. Si desde el aire incide sobre el vidrio un rayo de luz con un ángulo de $50^\circ$ respecto de la normal, calcule razonadamente: i) la velocidad de propagación y el ángulo de refracción del rayo en el vidrio; ii) el tiempo que tarda el rayo en atravesar la lámina.

Justifique razonadamente la veracidad o falsedad de las siguientes afirmaciones: i) La emisión de radiación $\gamma$ por un núcleo modifica su número atómico. ii) Es posible desviar las emisiones $\alpha$ mediante la acción de un campo eléctrico externo.

En una muestra radiactiva se desintegran las cuatro quintas partes de sus núcleos en tres días. Determine razonadamente: i) su periodo de semidesintegración; ii) el tiempo necesario para que la actividad inicial de la muestra se reduzca al 15%.