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la cuevadel empollón
FísicaBalearesPAU 2019Ordinaria

Física · Baleares 2019

12 ejercicios

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
1,5 puntos
Calcula la masa máxima de un planeta de 5600 km5600\,\text{km} de radio y sin atmósfera para que una sonda lanzada a 5,46 km/s5{,}46\,\text{km/s} desde la superficie se aleje indefinidamente del planeta sin propulsión.

Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
1,5 puntos
a
Ceres orbita el Sol con un periodo de 16821682 días. Calcula cuántas unidades astronómicas tiene el semieje mayor de la órbita de este planeta enano usando el periodo.1 pt
b
Si el semieje mayor de la órbita de otro planeta enano es de 39,24 ua39{,}24\,\text{ua} y el perihelio está a 29,67 ua29{,}67\,\text{ua} del Sol, calcula la distancia del afelio al Sol de este otro planeta enano en unidades astronómicas.0,5 pts
Datos
  • Distancia Tierra-Sol = 1 ua=149 597 870 700 m1\,\text{ua} = 149\,597\,870\,700\,\text{m}

Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
2,25 puntos
Con las cargas puntuales de la figura, calcula:
Distribución de cuatro cargas puntuales en los vértices de un cuadrado de 15 cm de lado con un punto M en el punto medio de un lado.
a
El módulo de la fuerza que ejerce la carga de 10 μC10\,\mu\text{C} sobre la carga de 3 μC3\,\mu\text{C}.0,5 pts
b
El vector fuerza total sobre la carga de 3 μC3\,\mu\text{C} debido a la interacción eléctrica con las otras tres. Incluye un esquema de la fuerza que hace cada carga individualmente.1 pt
c
El potencial eléctrico en el punto M debido a las dos cargas de 5 μC5\,\mu\text{C}.0,75 pts

Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
1,5 puntos
Diagrama lineal con una carga de 4 nC, un punto M a 5 cm y un punto P a 3 cm de M.
a
Calcula el módulo del trabajo para llevar una partícula cargada con 1,4 μC1{,}4\,\mu\text{C} desde el punto M de la figura, donde el potencial es de 720 V720\,\text{V}, hasta el punto P.0,75 pts
b
Calcula el valor de la carga puntual qq que se debe poner en el punto P para que el campo eléctrico en el punto M debido a esta carga qq y la carga de 4 nC4\,\text{nC} sea nulo.0,75 pts

Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
1,25 puntos
La figura representa tres hilos conductores rectos, paralelos y de longitud infinita.
Tres hilos conductores paralelos con corrientes de 4 A (izquierda), I2 (centro) y 3 A (derecha), separados por 5 mm y 3 mm respectivamente.
a
Suponiendo que la corriente I2I_2 va hacia abajo, dibuja los campos magnéticos en la posición del hilo central y la fuerza sobre este hilo debido a la corriente del hilo que está a la izquierda y debido al hilo que está a la derecha.0,5 pts
b
Determina el sentido y la intensidad de la corriente I2I_2 para que la fuerza total por unidad de longitud sobre el hilo central sea de 1,8 mN1{,}8\,\text{mN} por metro hacia la derecha.0,75 pts

Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Espira circular de radio R = 5 mm con corriente I y una carga q en el centro con velocidad v formando un ángulo de 45 grados.
a
Calcula la intensidad del campo magnético en el centro de una espira de 5 mm5\,\text{mm} de radio con una corriente de 8 A8\,\text{A} en el sentido que muestra la figura. Haz un esquema para mostrar el vector campo magnético con relación a la espira.1,25 pts
b
Determina la dirección y el sentido de la fuerza sobre una partícula de carga qq negativa cuando la partícula pase por el centro de la espira con una velocidad vv como muestra la figura adjunta. Escribe la ley usada y su nombre.0,75 pts

Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
1,75 puntos
Dos fuentes, A y B, generan sucesivamente sonidos que se propagan por el aire con un frente de onda esférico. El nivel umbral de intensidad sonora es I0=10−12 W/m2I_0 = 10^{-12}\,\text{W/m}^2. Calcula la intensidad sonora:
a
A 12 m12\,\text{m} de la fuente A si el nivel de intensidad sonora en esta posición es de 87 dB87\,\text{dB}.1 pt
b
A 20 m20\,\text{m} de la fuente B si la intensidad sonora es de 2 mW/m22\,\text{mW/m}^2 a 12 m12\,\text{m} de la fuente.0,75 pts

Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
1,75 puntos
La ecuación de una onda mecánica transversal es y(x,t)=5cos⁡(kx−3t)y(x, t) = 5 \cos(k x - 3 t), donde yy se expresa en centímetros, xx en metros y tt en segundos. Calcula:
a
La velocidad de vibración máxima de las partículas que forman la onda.0,5 pts
b
El número de onda para que la velocidad de propagación sea cuatro veces la velocidad de vibración máxima.1,25 pts

Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
La imagen de una ventana cuadrada de 0,48 m20{,}48\,\text{m}^2 se proyecta sobre una pantalla con una lente delgada colocada a 1,5 m1{,}5\,\text{m} de la ventana. La imagen es real, invertida y de 0,03 m20{,}03\,\text{m}^2.
a
Justifica con esta información, de manera breve y sin usar el resultado del apartado siguiente, si la lente es convergente o divergente.0,5 pts
b
Calcula la distancia focal de la lente usada para formar la imagen.1,5 pts

Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
a
Haz un esquema con los tres rayos principales que determinan la imagen de una flecha con el pie sobre el eje óptico, a 3 cm3\,\text{cm} de una lente de distancia focal +50 mm+50\,\text{mm}. Se valorará la claridad del esquema.1,25 pts
b
Calcula a qué distancia de la lente convergente se debe poner la flecha para que la imagen sea virtual y tres veces más alta.0,75 pts

Ejercicio 6 · Opción A

6Opción A
1,25 puntos
a
Si la actividad radiactiva de una muestra decayera de 10001000 desintegraciones por hora a 500500 desintegraciones por hora en 463463 días, y fuera debida a un único elemento radiactivo, determina la vida media en años y calcula la constante de desintegración de este elemento radiactivo.0,75 pts
b
Calcula el número de protones y el número de neutrones del núcleo 92238U{}^{238}_{92}\text{U} después de que haya emitido una partícula α\alpha.0,5 pts

Ejercicio 6 · Opción B

6Opción B
1,25 puntos
a
La velocidad máxima de los electrones emitidos por efecto fotoeléctrico cuando el cátodo metálico de una célula fotoeléctrica se ilumina con luz de 572 nm572\,\text{nm} es 1,19×105 m/s1{,}19 \times 10^5\,\text{m/s}. Calcula el trabajo de extracción del cátodo metálico de esta célula en eV.0,75 pts
Datos
  • me=9,11×10−31 kgm_{\mathrm{e}} = 9{,}11 \times 10^{-31}\,\text{kg}
  • 1 eV=1,602×10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}602 \times 10^{-19}\,\text{J}
  • h=6,63×10−34 J sh = 6{,}63 \times 10^{-34}\,\text{J s}
b
Escribe los nombres de dos de los hechos experimentales de gran interés que la física clásica del siglo XIX no podía explicar.0,5 pts