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la cuevadel empollón
FísicaMurciaPAU 2023Ordinaria

Física · Murcia 2023

12 ejercicios

Instrucciones

Escoja dos preguntas de entre las cuatro propuestas en cada bloque (Teoría, Cuestiones, Problemas), es decir, dos teóricas, dos cuestiones y dos problemas. En el caso de que responda a más de las que se piden, solo se corregirán las dos primeras que se hayan respondido.

Ejercicio 1 · BLOQUE I. PREGUNTAS DE TEORÍA

1BLOQUE I. PREGUNTAS DE TEORÍA
1 punto
Bloque IPreguntas de teoría
Energía potencial y potencial eléctricos.
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Ejercicio 1 · BLOQUE II. CUESTIONES

1BLOQUE II. CUESTIONES
1 punto
Bloque IICuestiones
Consideremos dos masas de igual valor, MM, separadas una distancia dd. Determinar el trabajo realizado por el campo gravitatorio en llevar una tercera masa de igual valor MM desde el infinito hasta el punto medio entre las dos primeras masas.
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Ejercicio 1 · BLOQUE III. PROBLEMAS

1BLOQUE III. PROBLEMAS
3 puntos
Bloque IIIProblemas
Didymos es el nombre de un asteroide alrededor del cual orbita otro más pequeño llamado Dimorphos. En septiembre de 2022 la sonda Dart de la NASA impactó deliberadamente contra Dimorphos para cambiar su órbita. Antes del impacto el periodo orbital de Dimorphos alrededor de Didymos era de 12 horas. Suponiendo que las órbitas son circulares y que Didymos es esférico, calcular:
a
La velocidad de escape desde la superficie de Didymos.1 pt
b
El radio orbital de Dimorphos alrededor de Didymos antes del choque.1 pt
c
La variación de energía mecánica que experimentó Dimorphos si tras el impacto pasó a una nueva órbita con un periodo 32 minutos menor que antes.1 pt
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Ejercicio 2 · BLOQUE I. PREGUNTAS DE TEORÍA

2BLOQUE I. PREGUNTAS DE TEORÍA
1 punto
Bloque IPreguntas de teoría
Ondas electromagnéticas.
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Ejercicio 2 · BLOQUE II. CUESTIONES

2BLOQUE II. CUESTIONES
1 punto
Bloque IICuestiones
Situamos un objeto de 1 cm1\,\text{cm} de altura a 3 cm3\,\text{cm} de una lente de +50+50 dioptrías. Calcular, analítica y gráficamente, la posición y el aumento de la imagen.
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Ejercicio 2 · BLOQUE III. PROBLEMAS

2BLOQUE III. PROBLEMAS
3 puntos
Bloque IIIProblemas
Un motor oscila armónicamente en el eje vertical, yy, unido a una cuerda tensa tal que excita en ella un movimiento ondulatorio que se propaga a lo largo del eje xx. En un cierto instante la distancia entre dos máximos consecutivos de la cuerda es de 50 cm50\,\text{cm} y el mínimo tiempo que tarda un punto de la cuerda en pasar de la elongación máxima a elongación nula es de 1 s1\,\text{s}. Además sabemos que la velocidad vertical máxima de un punto de la cuerda es de 5π cm/s5\pi\,\text{cm/s} y que en t=0t = 0 la cuerda en el origen del eje xx tiene elongación máxima. Determinar:
a
La frecuencia y la velocidad de propagación de la onda.1 pt
b
La ecuación del movimiento ondulatorio.1 pt
c
La diferencia de fase, en un mismo instante, entre dos puntos que distan 37,5 cm37{,}5\,\text{cm} en la dirección de propagación.1 pt
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Ejercicio 3 · BLOQUE I. PREGUNTAS DE TEORÍA

3BLOQUE I. PREGUNTAS DE TEORÍA
1 punto
Bloque IPreguntas de teoría
Leyes de la reflexión y la refracción.
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Ejercicio 3 · BLOQUE II. CUESTIONES

3BLOQUE II. CUESTIONES
1 punto
Bloque IICuestiones
Considérese un conductor rectilíneo muy largo por el que circula una corriente constante, II, y una espira cuadrada en el mismo plano que el conductor tal como indica la figura. Justificar si se induce corriente eléctrica en la espira, e indicar con un dibujo el sentido de la misma, en las siguientes situaciones:
a
la espira se mueve hacia la izquierda.
b
la espira se mueve hacia arriba.
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Ejercicio 3 · BLOQUE III. PROBLEMAS

3BLOQUE III. PROBLEMAS
3 puntos
Bloque IIIProblemas
Consideremos dos placas planas paralelas infinitas A y B separadas una distancia d=3 cmd = 3\,\text{cm} y entre las que existe un campo eléctrico uniforme y constante, E⃗=−2⋅105j⃗ N/C\vec{E} = -2 \cdot 10^5 \vec{j}\,\text{N/C}. Por el punto O, equidistante de las placas (ver dibujo), penetra un protón con velocidad v⃗0=5⋅106i⃗ m/s\vec{v}_0 = 5 \cdot 10^6 \vec{i}\,\text{m/s}. Determinar:
Datos
  • masa del protón =1,7⋅10−27 kg= 1{,}7 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • carga del protón =+1,6⋅10−19 C= +1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
Esquema de un protón entrando en un campo eléctrico uniforme entre dos placas A y B separadas una distancia d.
a
El vector aceleración que actúa sobre el protón y dibujar cualitativamente la trayectoria que sigue éste razonando la respuesta.1 pt
b
El vector velocidad del protón cuando alcanza la placa B.1 pt
c
Cuánto tendría que valer un campo magnético B⃗\vec{B} uniforme y constante en la región entre placas para que el protón siguiera en línea recta tras entrar por O.1 pt
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Ejercicio 4 · BLOQUE I. PREGUNTAS DE TEORÍA

4BLOQUE I. PREGUNTAS DE TEORÍA
1 punto
Bloque IPreguntas de teoría
Partículas elementales.
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Ejercicio 4 · BLOQUE II. CUESTIONES

4BLOQUE II. CUESTIONES
1 punto
Bloque IICuestiones
Indique qué partículas se emiten y el tipo de desintegración en cada uno de los pasos de la siguiente serie radiactiva:X84216X2842216Po→X82212X2822212Pb→X83212X2832212Bi→X84212X2842212Po\ce{^{216}_{84}Po -> ^{212}_{82}Pb -> ^{212}_{83}Bi -> ^{212}_{84}Po}
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Ejercicio 4 · BLOQUE III. PROBLEMAS

4BLOQUE III. PROBLEMAS
3 puntos
Bloque IIIProblemas
La figura muestra la energía cinética máxima, EcE_c, de los electrones emitidos por una lámina de aluminio en función de la frecuencia, ff, de la radiación electromagnética incidente.
Gráfica de la energía cinética máxima (eV) frente a la frecuencia (Hz) para el efecto fotoeléctrico en aluminio.
a
Determinar la longitud de onda umbral y el trabajo de extracción (o función trabajo) en electronvoltios.1 pt
b
Calcular la velocidad máxima de los electrones emitidos cuando incide una radiación de 4⋅1015 Hz4 \cdot 10^{15}\,\text{Hz}, así como la longitud de onda de de Broglie de dichos electrones.1 pt
c
Si medimos la cantidad de movimiento de los electrones del apartado b) con una incertidumbre del 0,4%0{,}4\%, calcular la incertidumbre mínima con que se puede determinar su posición.1 pt
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