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la cuevadel empollón
FísicaCantabriaPAU 2021Extraordinaria

Física · Cantabria 2021

10 ejercicios

Datos generales del examen

  • c=3108m s1c = 3 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • mp+=1,671027kgm_{p^+} = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • G=6,671011N m2kg2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • me=9,11031kgm_{e^-} = 9{,}1 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • k=9109N m2C2k = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
  • qp+=1,61019Cq_{p^+} = 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • h=6,631034J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • qe=1,61019Cq_{e^-} = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • RT=6370kmR_T = 6370\,\text{km}
  • MT=61024kgM_T = 6 \cdot 10^{24}\,\text{kg}

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
Bloque 1
En una cuerda se propaga una onda armónica cuya ecuación, expresada en unidades del S. I., viene dada por la ecuación: y(x,t)=0,3cos(π3tπ5x+π10)y(x, t) = 0{,}3 \cos \left(\frac{\pi}{3} t - \frac{\pi}{5} x + \frac{\pi}{10}\right)
a)1 pts
Hallar la amplitud, el período, la frecuencia y la longitud de onda.
b)0,5 pts
Calcular la velocidad de propagación de la onda.
c)1 pts
Determinar la velocidad transversal del punto de la cuerda situado en x=0x = 0, en función del tiempo.

Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Bloque 1
Un altavoz emite un sonido que se percibe a una distancia dd con un nivel de intensidad sonora de 70dB70\,\text{dB}.
a)1 pts
Hallar la intensidad sonora en ese punto.
b)0,75 pts
Calcular el factor por el que debe incrementarse la distancia al altavoz para que el sonido se perciba con un nivel de intensidad sonora de 60dB60\,\text{dB}.
c)0,75 pts
Calcular el factor por el que debe incrementarse la potencia, para que a la distancia dd el sonido se perciba con un nivel de intensidad sonora de 80dB80\,\text{dB}.

Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Bloque 2
Un material de caras planas y paralelas tiene un índice de refracción de 1,551{,}55. Si lo colocamos entre agua y aire e incidimos con un rayo de luz monocromática de 4,5×1014Hz4{,}5 \times 10^{14}\,\text{Hz} de frecuencia desde el agua, con un ángulo de 2020^\circ respecto a la normal, calcular:
a)0,5 pts
La longitud de onda del rayo en el agua y en el material.
b)1 pts
Los dos ángulos de refracción, con un dibujo explicativo.
c)1 pts
El ángulo de incidencia a partir del cual se produce reflexión interna total en la segunda cara.

Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Bloque 2
Se dispone de una lente delgada divergente de distancia focal en valor absoluto de 15cm15\,\text{cm}. Determinar, efectuando un trazado de rayos cualitativo:
a)1,5 pts
La posición y altura de la imagen formada por la lente si un objeto de 4cm4\,\text{cm} de altura se encuentra situado delante de ella, a una distancia de 10cm10\,\text{cm}.
b)1 pts
La naturaleza (real/virtual, derecha/invertida, mayor/menor) de la imagen formada, justificando la respuesta.

Ejercicio 5

5
2,5 puntos
Bloque 3
Un cuerpo de masa 2×1010kg2 \times 10^{10}\,\text{kg} se encuentra fijado en el punto (50,0)(-50, 0) de un cierto sistema de referencia. Otro cuerpo de masa 3×1010kg3 \times 10^{10}\,\text{kg} se encuentra fijado en el punto (100,0)(100, 0). Todas las distancias se dan en metros.
a)1 pts
Calcular y representar gráficamente el vector campo gravitatorio debido a los dos cuerpos en el punto (0,0)(0,0).
b)1 pts
Calcular el potencial gravitatorio debido a los dos cuerpos en los puntos (0,0)(0, 0) y (0,50)(0, 50).
c)0,5 pts
Calcular el trabajo realizado por el campo gravitatorio sobre una masa de 10kg10\,\text{kg} cuando se desplaza desde el punto (0,0)(0, 0) hasta el punto (0,50)(0, 50).

Ejercicio 6

6
2,5 puntos
Bloque 3
Un satélite natural, de 8×1010kg8 \times 10^{10}\,\text{kg} de masa, gira en una órbita circular a una altura de 800km800\,\text{km} sobre la superficie de un cierto planeta P, cuyos datos se proporcionan debajo.
a)1 pts
Hallar el periodo orbital del satélite.
b)0,75 pts
Hallar la energía total del satélite.
c)0,75 pts
Hallar el valor del campo gravitatorio en la superficie del planeta.

Ejercicio 7

7
2,5 puntos
Bloque 4
Dos cargas eléctricas puntuales de valor Q1=1μCQ_1 = 1\,\mu\text{C} y Q2=1μCQ_2 = -1\,\mu\text{C}, se encuentran situadas en el plano XY, en los puntos (2,0)(2, 0) y (2,0)(-2, 0) respectivamente. Todas las distancias se dan en metros.
a)1 pts
Calcular y representar gráficamente el vector campo eléctrico en el punto (0,2)(0, 2).
b)1 pts
¿Qué valor debe tener una tercera carga, Q3Q_3, situada en (1,2)(1, 2), para que una carga situada en el punto (0,2)(0, 2) no experimente ninguna fuerza neta?
c)0,5 pts
En el caso anterior, ¿cuánto vale el potencial eléctrico resultante en el punto (0,2)(0, 2) debido a las cargas Q1,Q2Q_1, Q_2 y Q3Q_3?

Ejercicio 8

8
2,5 puntos
Bloque 4
Un protón penetra en una zona donde hay un campo magnético B=2iT\vec{B} = 2\vec{i}\,\text{T}, con velocidad v=2×106jm/s\vec{v} = 2 \times 10^6\vec{j}\,\text{m/s}.
a)1 pts
Calcular el vector fuerza que actúa sobre el protón.
b)1 pts
Calcular el radio de curvatura de la trayectoria.
c)0,5 pts
Calcular el periodo de la trayectoria.

Ejercicio 9

9
2,5 puntos
Bloque 5
El trabajo de extracción del cobre es de 4,7eV4{,}7\,\text{eV}. Si se ilumina una superficie de este material con radiación de 2,5×107m2{,}5 \times 10^{-7}\,\text{m}, calcular:
a)0,75 pts
La longitud de onda umbral para el cobre.
b)1 pts
La velocidad máxima de los electrones emitidos.
c)0,75 pts
El potencial de frenado.

Ejercicio 10

10
2,5 puntos
Bloque 5
En un instante determinado, una muestra de una sustancia radiactiva presenta una actividad inicial de 108Bq10^8\,\text{Bq}. Al cabo de 100100 días, la actividad de la muestra es de 2×107Bq2 \times 10^7\,\text{Bq}.
a)1,25 pts
Calcular la constante de desintegración y el periodo de semidesintegración de dicha sustancia.
b)1,25 pts
La actividad de una segunda muestra de la misma sustancia es de 4×109Bq4 \times 10^9\,\text{Bq} cuando han transcurrido 1010 días. Hallar cuántos núcleos radiactivos había inicialmente en esta segunda muestra.