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la cuevadel empollón
FísicaAsturiasPAU 2020Extraordinaria

Física · Asturias 2020

8 ejercicios90 min de duración

Ejercicio 1

1
2,5 puntos
La aceleración de la gravedad en la superficie de Urano tiene un valor de 8,9m/s28{,}9\,\text{m/s}^2. Calcule:
a)0,75 pts
El radio medio de Urano.
b)0,75 pts
El peso en Urano de un objeto cuyo peso en la superficie de la Tierra es 1100N1100\,\text{N}.
c)1 pts
La velocidad de escape de la superficie de Urano.

Ejercicio 2

2
2,5 puntos
Un satélite para comunicaciones se encuentra describiendo una órbita circular alrededor de la Tierra con una velocidad de 6000m/s6000\,\text{m/s}. Calcule:
a)0,75 pts
¿A qué distancia sobre la superficie de la Tierra se desplaza el satélite?
b)0,75 pts
¿A qué velocidad se desplazaría si estuviera moviéndose en torno a Venus describiendo una órbita circular a una distancia de 900km900\,\text{km} sobre la superficie de dicho planeta?
c)1 pts
La distancia entre los centros de Venus y la Tierra es de 0,27UA0{,}27\,\text{UA}. ¿En qué punto de la recta que los une la intensidad del campo gravitatorio terrestre anularía a la del venusiano? Dibuja ambos campos en dicho punto.

Ejercicio 3

3
2,5 puntos
Dos cargas puntuales positivas, q1=+10μCq_1 = +10\,\mu\text{C} y q2=+5μCq_2 = +5\,\mu\text{C}, están situadas a una distancia mutua de 1m1\,\text{m}. Llamemos A al punto medio situado a lo largo de la línea imaginaria que conecta las dos cargas.
a)1 pts
Calcule el módulo, la dirección y el sentido del campo eléctrico en el punto A.
b)1 pts
Calcule el potencial eléctrico en el punto A.
c)0,5 pts
Si colocamos una carga puntual negativa, q=2μCq = -2\,\mu\text{C}, en el punto A, calcule el módulo, la dirección y el sentido de la fuerza ejercida sobre dicha carga.

Ejercicio 4

4
2,5 puntos
Una partícula alfa α\alpha viaja en línea recta con velocidad constante y entra en una región donde existen un campo eléctrico y un campo magnético constantes, mutuamente perpendiculares y a su vez perpendiculares a la trayectoria de la partícula alfa. La magnitud del campo eléctrico es de 2×105N/C2 \times 10^5\,\text{N/C} y la del campo magnético 0,5T0{,}5\,\text{T}. Calcule:
a)1 pts
La velocidad de la partícula alfa si atraviesa dicha región sin modificar su trayectoria.
b)0,75 pts
La diferencia de potencial necesaria para acelerar la partícula alfa desde el reposo hasta esa velocidad.
c)0,75 pts
Cómo se debe modificar el campo eléctrico (módulo, dirección y sentido) para que un electrón acelerado con la misma diferencia de potencial atraviese la región sin modificar su trayectoria.

Ejercicio 5

5
2,5 puntos
Un pescador percibe que su barca se mueve periódicamente arriba y abajo impulsada por las olas en la superficie del mar. La barca tarda 3s3\,\text{s} en desplazarse desde el punto más alto al punto más bajo, distantes entre si 60cm60\,\text{cm}. En un instante dado la distancia entre dos crestas consecutivas de las olas es de 8m8\,\text{m}.
a)1 pts
Calcule la velocidad a la que se desplazan las olas.
b)1,5 pts
Escribe la ecuación de la onda asociada a las olas en la superficie del mar, considerando que en el instante inicial que se producen las olas, la barca del pescador tiene desplazamiento nulo respecto al mar en calma.

Ejercicio 6

6
2,5 puntos
Colocamos entre agua y aire un material de caras planas y paralelas que tiene un espesor de 5cm5\,\text{cm} y un índice de refracción desconocido. Incidimos desde el aire con un rayo de luz monocromática de 520nm520\,\text{nm} y un ángulo de incidencia de 6060^\circ en el material.
Diagrama de refracción de un rayo de luz incidiendo desde el aire a un material con un ángulo de 60 grados respecto a la normal, con una capa inferior de agua.
Diagrama de refracción de un rayo de luz incidiendo desde el aire a un material con un ángulo de 60 grados respecto a la normal, con una capa inferior de agua.
a)1,5 pts
Realice el trazado de rayos y determine el ángulo que forma el rayo con la superficie de separación entre el material y el agua.
b)0,5 pts
La longitud de onda del rayo en el material y en el agua.
c)0,5 pts
El índice de refracción del material si con un ángulo de incidencia de 8080^\circ del rayo desde el agua sobre el material se produce reflexión total interna en el agua.

Ejercicio 7

7
2,5 puntos
Conocemos la longitud de onda de los electrones que inciden sobre un material en un experimento de difracción de electrones, λe=1,5×1010m\lambda_e = 1{,}5 \times 10^{-10}\,\text{m}. Calcule:
a)1 pts
La velocidad de los electrones que inciden sobre el material.
b)1 pts
Determina la diferencia de energía entre dos niveles atómicos si la radiación emitida tiene la misma longitud de onda que la de los electrones empleados en la difracción.
c)0,5 pts
La longitud de onda de De Broglie asociada a una partícula de masa, m=5×1012kgm = 5 \times 10^{-12}\,\text{kg} con la misma velocidad que el haz de electrones de los apartados anteriores.

Ejercicio 8

8
2,5 puntos
Se conocen más de 40 isótopos del polonio, todos ellos radioactivos. Uno de ellos, el isótopo X210X22210Po\ce{^{210}Po}, decae a un isótopo estable del plomo (Pb) emitiendo una partícula alfa con un período de semidesintegración de 138,4138{,}4 días.
a)0,5 pts
Escriba la reacción nuclear descrita en el enunciado anterior.
b)1 pts
Calcule para una muestra radiactiva de X210X22210Po\ce{^{210}Po} la vida media y la constante de desintegración radiactiva.
c)1 pts
Calcule para una muestra radiactiva de X210X22210Po\ce{^{210}Po} el número de moles del isótopo radiactivo necesarios para una actividad inicial de 1,75×1013Bq1{,}75 \times 10^{13}\,\text{Bq}.