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la cuevadel empollón
FísicaAndalucíaPAU 2012Variante 3

Física · Andalucía 2012

4 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
a) Duración: 1 hora y 30 minutos. b) Debe desarrollar las cuestiones y problemas de una de las dos opciones. c) Puede utilizar calculadora no programable, ni gráfica ni con capacidad para almacenar o transmitir datos. d) Cada cuestión o problema se calificará entre 0 y 2,5 puntos (1,25 puntos cada uno de sus apartados).
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
a
Explique el significado de “fuerza conservativa” y “energía potencial” y la relación entre ambos.1,25 pts
b
Si sobre una partícula actúan tres fuerzas conservativas de distinta naturaleza y una no conservativa, ¿cuántos términos de energía potencial hay en la ecuación de la energía mecánica de esa partícula? ¿Cómo aparece en dicha ecuación la contribución de la fuerza no conservativa?1,25 pts
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
a
Escriba la ecuación de un movimiento armónico simple y explique cómo varían con el tiempo la velocidad y la aceleración de la partícula.1,25 pts
b
Comente la siguiente afirmación: “si la aceleración de una partícula es proporcional a su desplazamiento respecto de un punto y de sentido opuesto, su movimiento es armónico simple”.1,25 pts
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Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Dos conductores rectilíneos, largos y paralelos están separados 5 m5\,\text{m}. Por ellos circulan corrientes de 5 A5\,\text{A} y 2 A2\,\text{A} en sentidos contrarios.
Datos
  • μ0=4π⋅10−7 N A−2\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{N A}^{-2}
a
Dibuje en un esquema las fuerzas que se ejercen los dos conductores y calcule su valor por unidad de longitud.1,25 pts
b
Calcule la fuerza que ejercería el primero de los conductores sobre una carga de 10−6 C10^{-6}\,\text{C} que se moviera paralelamente al conductor, a una distancia de 0,5 m0{,}5\,\text{m} de él, y con una velocidad de 100 m s−1100\,\text{m s}^{-1} en el sentido de la corriente.1,25 pts
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Ejercicio 4

4
2,5 puntos
En la explosión de una bomba de hidrógeno se produce la reacción:X12X2122H+X13X2123H→X24X2224He+X01X2021n\ce{^{2}_{1}H + ^{3}_{1}H -> ^{4}_{2}He + ^{1}_{0}n}
Datos
  • c=3⋅108 m s−1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • 1 u=1,67⋅10−27 kg1\,\text{u} = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • m(X12X2122H)=2,01474 um(\ce{^{2}_{1}H}) = 2{,}01474\,\text{u}
  • m(X13X2123H)=3,01700 um(\ce{^{3}_{1}H}) = 3{,}01700\,\text{u}
  • m(X24X2224He)=4,002603 um(\ce{^{4}_{2}He}) = 4{,}002603\,\text{u}
  • m(X01X2021n)=1,008665 um(\ce{^{1}_{0}n}) = 1{,}008665\,\text{u}
  • m(X11X2121p)=1,007825 um(\ce{^{1}_{1}p}) = 1{,}007825\,\text{u}
a
Defina defecto de masa y calcule la energía de enlace por nucleón del X24X2224He\ce{^{4}_{2}He}.1,25 pts
b
Determine la energía liberada en la formación de un átomo de helio.1,25 pts
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Ejercicio 1

1
2,5 puntos
a
Modelos corpuscular y ondulatorio de la luz; caracterización y evidencia experimental.1,25 pts
b
Ordene de mayor a menor frecuencia las siguientes regiones del espectro electromagnético: infrarrojo, rayos X, ultravioleta y luz visible y razone si pueden tener la misma longitud de onda dos colores del espectro visible: rojo y azul, por ejemplo.1,25 pts
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Ejercicio 2

2
2,5 puntos
a
Enuncie la ley de Coulomb y comente su expresión.1,25 pts
b
Dos cargas puntuales qq y −q-q se encuentran sobre el eje XX, en x=ax = a y en x=−ax = -a, respectivamente. Escriba las expresiones del campo electrostático y del potencial electrostático en el origen de coordenadas.1,25 pts
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Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Se lanza un cohete de 600 kg600\,\text{kg} desde el nivel del mar hasta una altura de 1200 km1200\,\text{km} sobre la superficie de la Tierra. Calcule:
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • MT=6⋅1024 kgM_T = 6 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
a
Cuánto ha aumentado la energía potencial gravitatoria del cohete.1,25 pts
b
Qué energía adicional habría que suministrar al cohete para que escapara a la acción del campo gravitatorio terrestre desde esa altura.1,25 pts
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Ejercicio 4

4
2,5 puntos
En una cuerda tensa de 16 m16\,\text{m} de longitud con sus extremos fijos se ha generado una onda de ecuación:y(x,t)=0,02sen⁡(πx)⋅cos⁡(8πt)(S.I.)y(x, t) = 0{,}02 \operatorname{sen}(\pi x) \cdot \cos(8\pi t) \quad (\text{S.I.})
a
Explique de qué tipo de onda se trata y cómo podría producirse. Calcule su longitud de onda y su frecuencia.1,25 pts
b
Calcule la velocidad en función del tiempo de los puntos de la cuerda que se encuentran a 4 m4\,\text{m} y 4,5 m4{,}5\,\text{m}, respectivamente, de uno de los extremos y comente los resultados.1,25 pts
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