FísicaAndalucíaPAU 2019ExtraordinariaReserva B

Física · Andalucía 2019

4 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo: 1 hora y 30 minutos

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

Elige una opción

2,5 puntos

Datos

$G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}$

Determine cuánto varía la masa, el peso y la energía potencial de un cuerpo cuando pasa de estar en la superficie marciana a elevarse sobre la superficie a una altura igual a nueve veces el radio de Marte.1,25 pts

1,25 pts

Se coloca una masa de

3\,\text{kg}

en el punto

(3,0)\,\text{m}

y otra masa de

5\,\text{kg}

en el punto

(0,1)\,\text{m}

. i) Calcule el campo gravitatorio en el origen de coordenadas. ii) Calcule el trabajo necesario para llevar la masa de

3\,\text{kg}

desde donde se encontraba inicialmente hasta el punto

(-3,0)\,\text{m}

.1,25 pts

1,25 pts

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2,5 puntos

Datos

$\mu_0 = 4\pi \cdot 10^{-7}\,\text{T m A}^{-1}$
$e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}$

Un electrón atraviesa en línea recta una región en la que coexisten un campo eléctrico y un campo magnético uniformes. Discuta la relación, ayudándose de esquemas, entre los vectores

\vec{v}

\vec{B}

\vec{E}

, si: (i) El electrón mantiene fija su velocidad. (ii) El electrón sigue un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.1,25 pts

1,25 pts

Por el hilo A circula la corriente

I_A = 10\,\text{A}

. i) Determine, razonadamente, el valor y sentido de la intensidad

I_B

, si el campo magnético total es cero en el punto P, situado a

0{,}25\,\text{m}

a la derecha del hilo A. ii) Calcule la fuerza magnética que ejercen los dos hilos conductores sobre un electrón que se moviera en el mismo plano XY, con una velocidad de

5 \cdot 10^3\,\text{m s}^{-1}

verticalmente hacia arriba,

0{,}05\,\text{m}

a la derecha del hilo B.1,25 pts

Esquema de dos hilos conductores paralelos A y B con corrientes verticales y un punto P entre ellos sobre el eje X.

1,25 pts

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2,5 puntos

Datos

$c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}$
$n_{\text{aire}} = 1$

Explique con la ayuda de un dibujo en qué consiste la reflexión total y las condiciones en que se produce.1,25 pts

1,25 pts

Perpendicularmente a la cara AB de un prisma de vidrio con índice de refracción

1{,}5

incide desde el aire un rayo de luz de longitud de onda

6 \cdot 10^{-7}\,\text{m}

, como se ilustra en la figura. Calcule: (i) La longitud de onda y frecuencia del rayo dentro del prisma. ii) El valor más grande que puede tener el ángulo

\alpha

para que no se refracte el rayo hacia fuera del prisma por la cara AC.1,25 pts

Prisma triangular de vidrio con un rayo incidente perpendicular a la cara AB y ángulo alfa en el vértice C.

1,25 pts

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2,5 puntos

Datos

$m(\ce{^{235}_{92}U}) = 235{,}043930\,\text{u}$
$m(\ce{^{141}_{56}Ba}) = 140{,}914403\,\text{u}$
$m(\ce{^{92}_{36}Kr}) = 91{,}926173\,\text{u}$
$m_n = 1{,}008665\,\text{u}$
$1\,\text{u} = 1{,}66 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}$
$c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}$

Explique los procesos de fisión y fusión nuclear y justifique el origen de la energía desprendida en cada uno de los casos.1,25 pts

1,25 pts

Calcule la energía liberada en la fisión de

1\,\text{kg}

\ce{^{235}U}

según la reacción siguiente:

\ce{^{235}_{92}U + ^{1}_{0}n -> ^{141}_{56}Ba + ^{92}_{36}Kr + 3 ^{1}_{0}n}

1,25 pts

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2,5 puntos

Datos

$G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}$
$M_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}$
$R_T = 6370\,\text{km}$

Dos cuerpos de masas

m

2m

se encuentran en una misma órbita circular alrededor de la Tierra. Deduzca la relación entre: i) Las velocidades orbitales de los cuerpos. ii) Las energías totales en las órbitas.1,25 pts

1,25 pts

Una nave espacial se encuentra en una órbita circular a

2000\,\text{km}

de altura sobre la superficie terrestre. i) Calcule el periodo y la velocidad de la nave. ii) ¿Qué energía se necesita comunicar a la nave para que pase a orbitar a

5200\,\text{km}

de altura sobre la superficie de la Tierra si su masa es de

55000\,\text{kg}

?1,25 pts

1,25 pts

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2,5 puntos

Un hilo conductor rectilíneo se encuentra junto a una espira tal como se indica en la figura. Se hace pasar una corriente continua eléctrica hacia arriba por el hilo. Justifique si se inducirá corriente en la espira en los casos siguientes: i) La espira se encuentra en reposo. ii) La espira se mueve hacia arriba paralelamente al hilo. iii) La espira se mueve hacia la derecha.1,25 pts

Hilo conductor vertical con corriente I hacia arriba y una espira rectangular a su derecha.

1,25 pts

Una bobina circular de

150

espiras y

0{,}12\,\text{m}

de diámetro gira en el seno de un campo magnético uniforme de

0{,}4\,\text{T}

inicialmente perpendicular al plano de la espira con una velocidad de

\pi\,\text{rad s}^{-1}

. i) Calcule el flujo magnético que atraviesa la bobina en función del tiempo. ii) Determine el valor máximo de la fuerza electromotriz inducida.1,25 pts

1,25 pts

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2,5 puntos

Explique la doble periodicidad de una onda. Indique las magnitudes que la describe y realice esquemas.1,25 pts

1,25 pts

Una onda viene dada por la ecuación:

y(x, t) = 0{,}4 \cos(\pi / 2 x) \cos(2 \pi t) \text{ (SI)}

Indique de qué tipo de onda se trata y calcule su longitud de onda, frecuencia, y la velocidad y aceleración de oscilación de un punto situado en

x = 2\,\text{m}

para

t = 0{,}25\,\text{s}

.1,25 pts

1,25 pts

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2,5 puntos

Datos

$h = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}$
$c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}$
$e = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}$
$m_e = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}$

Explique el significado de los términos frecuencia umbral, trabajo de extracción y la relación entre ellos. ¿Cómo cambiarían dichas magnitudes si disminuyera la longitud de onda de una radiación que al incidir sobre un metal produce emisión de electrones?1,25 pts

1,25 pts

Una lámina de sodio metálico cuyo trabajo de extracción es de

2{,}3\,\text{eV}

, es iluminada por una radiación de longitud de onda

4 \cdot 10^{-7}\,\text{m}

. ¿Cuál será la velocidad de los electrones emitidos? ¿Cuál sería la velocidad de los electrones si se ilumina con una radiación de longitud de onda

6 \cdot 10^{-7}\,\text{m}

?1,25 pts

1,25 pts

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Ejercicio 1

Ejercicio 2

Ejercicio 3

Ejercicio 4

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Ejercicio 2

Ejercicio 3

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