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la cuevadel empollón
FísicaCastilla y LeónPAU 2017Extraordinaria

Física · Castilla y León 2017

10 ejercicios90 min de duración

Datos generales del examen

  • g0=9,80 m s−2g_0 = 9{,}80\,\text{m s}^{-2}
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • RT=6,37⋅106 mR_T = 6{,}37 \cdot 10^6\,\text{m}
  • MT=5,98⋅1024 kgM_T = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • K0=1/(4πϵ0)=9,00⋅109 N m2 C−2K_0 = 1/(4 \pi \epsilon_0) = 9{,}00 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
  • μ0=4π⋅10−7 N A−2\mu_0 = 4 \pi \cdot 10^{-7}\,\text{N A}^{-2}
  • e=1,60⋅10−19 Ce = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • me=9,11⋅10−31 kgm_e = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • mp=1,67⋅10−27 kgm_p = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • c0=3,00⋅108 m s−1c_0 = 3{,}00 \cdot 10^8\,\text{m s}^{-1}
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • 1 u=1,66⋅10−27 kg1\,\text{u} = 1{,}66 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
  • 1 eV=1,60⋅10−19 J1\,\text{eV} = 1{,}60 \cdot 10^{-19}\,\text{J}

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
1,5 puntos
a)0,75 pts
El periodo de rotación de Marte es 24,622924{,}6229 horas. Si el radio de la órbita areoestacionaria (equivalente a una órbita geoestacionaria en la Tierra) es 20425 km20425\,\text{km}, ¿cuál es la masa del planeta?
b)0,75 pts
Se sabe que la velocidad de escape de Marte es 5,027 km s−15{,}027\,\text{km s}^{-1}. ¿Cuál es el radio del planeta?
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
1,5 puntos
Un satélite artificial de 250 kg250\,\text{kg} describe una órbita circular a una altura hh sobre la superficie terrestre. El valor de la gravedad a dicha altura es la quinta parte de su valor en la superficie de la Tierra.
a)0,75 pts
Calcule el período de revolución del satélite en la órbita.
b)0,75 pts
Calcule la energía mecánica del satélite.
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
3 puntos
a)1,5 pts
Explique, utilizando algún ejemplo ilustrativo, las leyes de Faraday y Lenz de la inducción electromagnética.
b)1,5 pts
Considere una espira circular de radio R=5 cmR = 5\,\text{cm} que es atravesada por un campo magnético perpendicular al plano de la espira y cuyo módulo varía con el tiempo de acuerdo con la siguiente expresión: B(t)=10+5t2−t3 (S.I.)B(t) = 10 + 5t^2 - t^3 \text{ (S.I.)} Determine la fem inducida en la espira en el instante t=3 st = 3\,\text{s}.
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
3 puntos
a)1,5 pts
Una corriente eléctrica circula por un conductor rectilíneo indefinido. Describa las características del campo magnético que crea y represente las líneas de campo.
b)1,5 pts
Se tienen dos conductores rectilíneos e indefinidos, dispuestos paralelamente, por los que circulan corrientes eléctricas de la misma intensidad y sentido contrario. Realice un esquema explicativo de la fuerza que actúa sobre cada conductor. ¿Cuál es el módulo de la fuerza por unidad de longitud sobre cada conductor?
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
1,5 puntos
a)1 pts
Enuncie el principio de Huygens y explique a partir de él la propagación de las ondas en un medio.
b)0,5 pts
Si el oído humano es capaz de percibir frecuencias entre 2020 y 20000 Hz20000\,\text{Hz}, indique razonadamente si será audible un sonido cuya longitud de onda sea 1 cm1\,\text{cm}.
Datos
  • vsonido=340 m s−1v_{\text{sonido}} = 340\,\text{m s}^{-1}
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
a)1,5 pts
Uno de los extremos de una cuerda de longitud 24 m24\,\text{m} se separa de su situación de reposo hasta una altura de 20 cm20\,\text{cm} y empieza a oscilar con movimiento armónico simple, de forma que la onda resultante alcanza el otro extremo de la cuerda en 1,5 s1{,}5\,\text{s}. Sabiendo que la velocidad de vibración máxima de los puntos de la cuerda es 6,4 m s−16{,}4\,\text{m s}^{-1}, determine la frecuencia y la longitud de onda en la cuerda.
b)0,5 pts
Determine, para un instante de tiempo dado, la diferencia de fase entre los puntos que distan 2 m2\,\text{m} y 13 m13\,\text{m} respecto del extremo inicial e indique si, aproximadamente, se encuentran en fase o en oposición de fase.
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
2 puntos
a)1 pts
Un rayo de luz incide perpendicularmente a una de las caras de una pieza de vidrio (nvidrio=1,48n_{\text{vidrio}} = 1{,}48) cuya sección es un triángulo equilátero y está sumergida en agua (nagua=1,33n_{\text{agua}} = 1{,}33). Determine el ángulo que forma el rayo emergente con el incidente.
Rayo de luz incidiendo sobre una cara de un prisma triangular equilátero.
Rayo de luz incidiendo sobre una cara de un prisma triangular equilátero.
b)1 pts
El ojo humano puede presentar varios defectos. Describa desde el punto de vista físico dos cualesquiera de ellos y trace la marcha de rayos correspondiente.
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
1,5 puntos
a)0,75 pts
¿Pueden formarse imágenes virtuales con lentes convergentes? Razone la respuesta.
b)0,75 pts
Un rayo de luz se propaga por un medio de índice de refracción n1n_1 e incide en la superficie de separación con otro medio de índice n2n_2. Razone si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: “Si n1>n2n_1 > n_2 se puede producir reflexión total”.
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Ejercicio 5 · Opción A

5Opción A
2 puntos
a)1 pts
¿Qué se entiende por dualidad onda-corpúsculo?
b)1 pts
Complete y explique las siguientes desintegraciones: 1. X92238X2922238U→X90234X2902234Th+…\ce{^{238}_{92}U -> ^{234}_{90}Th} + \dots 2. X89228X2892228Ac→X90228X2902228Th+…\ce{^{228}_{89}Ac -> ^{228}_{90}Th} + \dots 3. X…238X2…2238Rn→X84234X2842234Po+α\ce{^{238}_{\dots}Rn -> ^{234}_{84}Po} + \alpha 4. X…212X2…2212Pb→X83212X2832212Bi+β−\ce{^{212}_{\dots}Pb -> ^{212}_{83}Bi} + \beta^-
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Ejercicio 5 · Opción B

5Opción B
2 puntos
a)1 pts
Un protón y un electrón tienen igual longitud de onda de De Broglie. Calcule la relación entre las energías cinéticas de ambas partículas.
b)1 pts
En la fusión del deuterio y el tritio se origina un núcleo de helio y otra partícula XX y se desprende una energía EE: X12X2122H+X13X2123H→X24X2224He+X+E\ce{^2_1H + ^3_1H -> ^4_2He + X + E} ¿Qué partícula se genera? ¿Cuánto vale EE?
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