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la cuevadel empollón
FísicaPaís VascoPAU 2024Extraordinaria

Física · País Vasco 2024

8 ejercicios90 min de duración

Instrucciones

Tiempo
1 hora y 30 minutos
Esta prueba escrita se compone de 8 ejercicios. Los ejercicios están distribuidos en dos bloques: Bloque A: consta de cuatro problemas, debes responder 2 de ellos. Bloque B: consta de cuatro cuestiones, debes responder 2 de ellas. En caso de responder a más preguntas de las estipuladas, las respuestas se corregirán en orden hasta llegar al número necesario. Cada problema tiene un valor de 3 puntos. Todos los apartados tienen igual valor. El resultado, correcto o incorrecto, de cada apartado no influirá en la valoración de los restantes. Cada cuestión se valora en un máximo de 2 puntos. Puede utilizarse una calculadora científica.

Ejercicio 1 · Opción A

1Opción A
3 puntos
Bloque A
Recientemente, se ha descubierto un planeta muy similar a la Tierra que orbita alrededor de una estrella enana roja, cuya masa es un 12 %12\,\% de la masa del Sol, y cuyo radio es el 14 %14\,\% del radio solar. Se ha podido obtener el periodo del planeta alrededor de la mencionada estrella: 11,211{,}2 días. Determina:
Datos
  • G=6,67⋅10−11 N m2 kg−2G = 6{,}67 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2\,\text{kg}^{-2}
  • Ms=1,99⋅1030 kgM_s = 1{,}99 \cdot 10^{30}\,\text{kg}
  • Rs=7⋅108 mR_s = 7 \cdot 10^8\,\text{m}
a
La aceleración de la gravedad sobre la superficie de la estrella.1 pt
b
El radio de la órbita del planeta suponiendo ésta circular.1 pt
c
La energía de más, sobre la que ya tiene, que hay que suministrar al planeta para que escape de la influencia gravitatoria de la estrella.1 pt
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Ejercicio 1 · Opción B

1Opción B
2 puntos
Bloque B
Movimiento armónico simple. Ejemplos. Ecuación. Definición de las magnitudes. Ecuaciones de la velocidad y de la aceleración.
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Ejercicio 2 · Opción A

2Opción A
3 puntos
Bloque A
Un protón se desplaza con una velocidad v⃗=5i⃗ m s−1\vec{v} = 5\vec{i}\,\text{m s}^{-1} en el seno de un campo eléctrico definido por la expresión E⃗=−100j⃗ V m−1\vec{E} = -100\vec{j}\,\text{V m}^{-1}. Determina:
Datos
  • Valor absoluto de la carga del protón =1,6⋅10−19 C= 1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • mp=1,67⋅10−27 kgm_p = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
a
El campo magnético necesario, contenido en el plano YZ, para mantener al protón siguiendo un movimiento rectilíneo y uniforme.1 pt
b
El radio de giro que tendría dicho protón en una región donde solamente existiera el campo magnético del apartado anterior.1 pt
c
Calcula el módulo de la aceleración del protón, y dibuja los vectores velocidad, aceleración y fuerza magnética en un punto de la trayectoria.1 pt
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Ejercicio 2 · Opción B

2Opción B
2 puntos
Bloque B
Leyes de Kepler. Enunciados. Deducción de la 3a3^a Ley para órbitas circulares, a partir de la Ley de Gravitación.
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
3 puntos
Bloque A
La energía mecánica de una partícula que realiza un movimiento armónico simple a lo largo del eje OX, y en torno al origen, vale 3⋅10−5 J3 \cdot 10^{-5}\,\text{J}; además, la fuerza máxima que actúa sobre ella es 1,5⋅10−3 N1{,}5 \cdot 10^{-3}\,\text{N}.
a
Obtén la amplitud del movimiento.1 pt
b
Si el periodo de oscilación es de 2 s2\,\text{s}, y en el instante inicial la partícula se encuentra en la posición x0=2 cmx_0 = 2\,\text{cm}, escribe la ecuación de movimiento.1 pt
c
Obtén el valor de la constante de recuperación del muelle.1 pt
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
2 puntos
Bloque B
Líneas de fuerza y superficies equipotenciales en el campo gravitatorio creado por una masa puntual (o esférica).
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
3 puntos
Bloque A
Sobre un metal inciden fotones cuya longitud de onda es de 500 nm500\,\text{nm}. Si la longitud de onda umbral correspondiente a dicho metal es de 612 nm612\,\text{nm}:
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J⋅sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J} \cdot \text{s}
  • qe=−1,6⋅10−19 Cq_e = -1{,}6 \cdot 10^{-19}\,\text{C}
  • me=9,11⋅10−31 kgm_e = 9{,}11 \cdot 10^{-31}\,\text{kg}
  • c=3⋅108 m/sc = 3 \cdot 10^8\,\text{m/s}
  • 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
Indica si se extraen o no electrones.1 pt
b
Determina, en su caso, su velocidad máxima.1 pt
c
Si la energía de extracción del metal fuera el doble, ¿qué valor mínimo tendría que tener la frecuencia de la radiación incidente para que tuviera lugar emisión de fotoelectrones?1 pt
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
2 puntos
Bloque B
Generador de corrientes alternas sinusoidales (alternador).
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