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la cuevadel empollón
FísicaCantabriaPAU 2012Ordinaria

Física · Cantabria 2012

5 ejercicios

Instrucciones

Datos
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • k=9⋅109 N m2 C−2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
  • me−=9,1⋅10−31 kgm_{e^-} = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • h=6,6⋅10−34 J sh = 6{,}6 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • mp+=1,7⋅10−27 kgm_{p^+} = 1{,}7 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • qp+=1,6⋅10−19 Cq_{p^+} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • qe−=−1,6⋅10−19 Cq_{e^-} = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
Elegir una de las dos opciones. No deben resolverse cuestiones de opciones diferentes.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
2 puntos
Un satélite artificial gira en una órbita circular a una altura de 40 km sobre la superficie terrestre.
Datos
  • Masa de la Tierra: MT=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • Radio de la Tierra: RT=6370 kmR_T = 6370\,\text{km}
a
Hallar la velocidad del satélite.1 pt
b
Hallar su periodo orbital.1 pt
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Un foco sonoro emite una onda armónica de amplitud 7,0 Pa y frecuencia 220 Hz. La onda se propaga en la dirección positiva del eje X a una velocidad de 340 m s−1\text{s}^{-1}. En el instante inicial la presión en el mismo foco es máxima.
a
Hallar los valores de los parámetros A, a, b y ϕ\phi en la ecuación: P(x,t)=Asen⁡(xa−tb+ϕ)P(x, t) = A \operatorname{sen} \left(\frac{x}{a} - \frac{t}{b} + \phi\right) de la onda sonora.1 pt
b
Hallar la presión en el instante 300 s en un punto situado a una distancia de 2 m del foco.1 pt
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Un objeto de altura 15 cm se sitúa a una distancia de 0,7 m de un espejo cóncavo de radio 1 m.
a
Obtener la imagen del objeto mediante trazado de rayos, indicando el procedimiento seguido.1 pt
b
Indicar si la imagen es real o virtual, derecha o invertida, y mayor o menor que el objeto.0,5 pts
c
Explicar brevemente qué es la miopía y cómo puede corregirse.0,5 pts
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Una carga puntual de 7 μC7\,\mu\text{C} se sitúa en el punto (0, 6) de un sistema de referencia (todas las distancias se dan en metros). Otra carga de −9 μC-9\,\mu\text{C} se fija en el punto (3, 0).
Datos
  • 1 μC=10−6 C1\,\mu\text{C} = 10^{-6}\,\text{C}
a
Dibujar y calcular el vector campo eléctrico creado por ese sistema de cargas en el punto (3, 6).1 pt
b
Hallar el potencial eléctrico en el punto (3, 6).1 pt
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Se emite un electrón cuando una luz ultravioleta de 200 nm200\,\text{nm} incide sobre una superficie de zinc cuya función de trabajo es 4,31 eV.
Datos
  • 1 eV=1,6⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{J}
  • 1 nm=10−9 m1\,\text{nm} = 10^{-9}\,\text{m}
a
Hallar la velocidad del electrón emitido.1 pt
b
Hallar la distancia recorrida por el electrón si es sometido a una diferencia de potencial de 104 V10^4\,\text{V} que lo va frenando.0,5 pts
c
Describir el concepto de frecuencia umbral y su relación con la hipótesis cuántica de Planck.0,5 pts
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Ejercicio 1

1
2 puntos
Dos cuerpos, de masas M1=1000 kgM_1 = 1000\,\text{kg} y M2=2000 kgM_2 = 2000\,\text{kg} respectivamente, se encuentran fijos situados a una distancia de 100 m. El cuerpo 1 se encuentra en el origen de coordenadas (0, 0) y el cuerpo 2 se encuentra a su derecha, punto (100, 0).
a
Dibujar y hallar el valor del campo gravitatorio en el punto medio C entre ambos.1 pt
b
Hallar el potencial gravitatorio en dicho punto C.0,5 pts
c
Hallar el trabajo necesario para llevar una masa de 10 kg desde el punto C hasta una distancia de 40 m a la izquierda del cuerpo 1, punto (-40, 0).0,5 pts
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Ejercicio 2

2
2 puntos
Un sistema elástico, constituido por un cuerpo de masa 800 g unido a un muelle, realiza un movimiento armónico simple con un periodo de 0,60 s. La energía total del sistema es de 25 J.
a
Hallar la constante elástica del muelle.1 pt
b
Hallar la amplitud de esta oscilación.0,5 pts
c
Explicar brevemente los intercambios de energía que tienen lugar entre muelle y masa a lo largo de una oscilación.0,5 pts
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Ejercicio 3

3
2 puntos
Un rayo de luz de longitud de onda 550 nm, que se mueve en un vidrio de índice de refracción 1,55 para esa longitud de onda, alcanza la superficie de separación vidrio-aire incidiendo con un ángulo de 30∘30^\circ respecto a la normal a dicha superficie.
a
Dibujar un esquema del proceso descrito y hallar el ángulo de refracción que experimenta el rayo.1 pt
b
Hallar el ángulo límite de reflexión total en ese vidrio para este tipo de luz.1 pt
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Ejercicio 4

4
2 puntos
Un campo magnético espacialmente uniforme y que varía con el tiempo según la expresión B(t)=0,7sen⁡(6t)B(t) = 0{,}7 \operatorname{sen}(6t) (en unidades del SI) atraviesa perpendicularmente una espira circular de radio 20 cm.
a
Hallar el flujo magnético que atraviesa la espira en función del tiempo.1 pt
b
Hallar la fuerza electromotriz máxima.0,5 pts
c
Describir los fundamentos de la obtención de energía eléctrica mediante el principio de inducción de Faraday.0,5 pts
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Una roca contiene dos tipos de átomos radiactivos A (Radio) y B (Carbono) de período de semidesintegración t1/2(A)=1602 an˜ost_{1/2}(A) = 1602\,\text{años} y t1/2(B)=5760 an˜ost_{1/2}(B) = 5760\,\text{años} respectivamente. Cuando la roca se formó su contenido en A y en B era prácticamente el mismo, con N0=1015N_0 = 10^{15} núcleos de cada tipo de átomo.
a
¿Qué tipo de átomo tenía una actividad mayor en el momento de su formación?1 pt
b
¿Cuál será la razón entre el número de átomos A y B todavía existentes en la roca 3000 años después de su formación?1 pt
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