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la cuevadel empollón
FísicaCastilla y LeónPAU 2017Extraordinaria

Física · Castilla y León 2017

5 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Datos
  • 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}
El examen incluye tabla constantes como anexo. OPTATIVIDAD: EL ALUMNO DEBERÁ ELEGIR OBLIGATORIAMENTE UNA DE LAS DOS OPCIONES QUE SE PROPONEN (A o B) Y DESARROLLAR LOS 5 EJERCICIOS DE LA MISMA. CRITERIOS GENERALES DE EVALUACIÓN:  La calificación final se obtendrá sumando las notas de los 5 ejercicios de la opción escogida.  Las fórmulas empleadas en la resolución de los ejercicios deberán ir acompañadas de los razonamientos oportunos y los resultados numéricos obtenidos para las distintas magnitudes físicas deberán escribirse con las unidades adecuadas.
Elige una opción

Ejercicio 1

1
1,5 puntos
a
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?0,75 pts
b
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?0,75 pts
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Ejercicio 2

2
3 puntos
a
Explique, utilizando algún ejemplo ilustrativo, las leyes de Faraday y Lenz de la inducción electromagnética.1,5 pts
b
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}.1,5 pts
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Ejercicio 3

3
1,5 puntos
a
Enuncie el principio de Huygens y explique a partir de él la propagación de las ondas en un medio.1 pt
b
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}.0,5 pts
Datos
  • vsonido=340 m s−1v_{\text{sonido}} = 340\,\text{m s}^{-1}
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Ejercicio 4

4
2 puntos
a
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.1 pt
Rayo de luz incidiendo sobre una cara de un prisma triangular equilátero.
b
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.1 pt
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Ejercicio 5

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

1
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
Calcule el período de revolución del satélite en la órbita.0,75 pts
b
Calcule la energía mecánica del satélite.0,75 pts
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Ejercicio 2

2
3 puntos
a
Una corriente eléctrica circula por un conductor rectilíneo indefinido. Describa las características del campo magnético que crea y represente las líneas de campo.1,5 pts
b
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?1,5 pts
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Ejercicio 3

3
2 puntos
a
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.1,5 pts
b
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.0,5 pts
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Ejercicio 4

4
1,5 puntos
a
¿Pueden formarse imágenes virtuales con lentes convergentes? Razone la respuesta.0,75 pts
b
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”.0,75 pts
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Ejercicio 5

5
2 puntos
Datos
  • neutrón: 1,0087 u1{,}0087\,\text{u}
  • deuterio: 2,0141 u2{,}0141\,\text{u}
  • tritio: 3,0160 u3{,}0160\,\text{u}
  • helio: 4,0039 u4{,}0039\,\text{u}
a
Un protón y un electrón tienen igual longitud de onda de De Broglie. Calcule la relación entre las energías cinéticas de ambas partículas.1 pt
b
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?1 pt
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