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la cuevadel empollón
FísicaCanariasPAU 2020Ordinaria

Física · Canarias 2020

12 ejercicios

Instrucciones

Desarrolle dos problemas y cuatro cuestiones elegidos de entre los propuestos en los grupos A y B (ver reverso). Cada problema correcto vale tres puntos, un punto por cada apartado correcto. Cada cuestión correcta vale un punto.

Ejercicio 1 · A · Cuestiones

1Opción A
1 punto
Cuestiones
Enuncie la Ley de Faraday-Henry y Lenz. Calcule el valor máximo de la corriente eléctrica inducida en una espira de resistencia 5 Ω5\,\Omega, sabiendo que el flujo magnético a través de la misma viene dado por Φ(t)=5⋅cos⁡(5πt) (T m2)\Phi(t) = 5 \cdot \cos(5\pi t)\,(\text{T m}^2).
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Ejercicio 1 · A · Problemas

1Opción A
3 puntos
Problemas
Una onda armónica senoidal transversal se propaga en sentido positivo del eje X con una frecuencia de 10 Hz10\,\text{Hz}, una velocidad de propagación de 20 m/s20\,\text{m/s}, una amplitud de 0,05 m0{,}05\,\text{m} y fase inicial nula. Determine:
a
La ecuación de la onda.1 pt
b
La velocidad de vibración de un punto situado en x=20 cmx = 20\,\text{cm} en el instante t=0,15 st = 0{,}15\,\text{s}.1 pt
c
La distancia entre dos puntos cuya diferencia de fase, en un determinado instante, es π/6 rad\pi/6\,\text{rad}.1 pt
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Ejercicio 1 · B · Cuestiones

1Opción B
1 punto
Cuestiones
Un movimiento ondulatorio se propaga según la ecuación: y(x,t)=sen⁡(4t−5x)y(x, t) = \operatorname{sen}(4t - 5x), donde tt está expresada en segundos y xx en metros. Calcule la velocidad de propagación y la longitud de onda de esta onda.
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Ejercicio 1 · B · Problemas

1Opción B
3 puntos
Problemas
En el banco óptico del laboratorio disponemos de una lente cuya focal es −20 cm-20\,\text{cm}.
a
Determina la posición y tamaño de la imagen de un objeto de 5 cm5\,\text{cm} de altura cuando se coloca a 30 cm30\,\text{cm} de la lente.1 pt
b
Determina la posición y tamaño de la imagen de un objeto de 5 cm5\,\text{cm} de altura cuando se coloca a 10 cm10\,\text{cm} de la lente.1 pt
c
Realice los diagramas de rayos en las situaciones anteriores y calcule la potencia de la lente.1 pt
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Ejercicio 2 · A · Cuestiones

2Opción A
1 punto
Cuestiones
Una superficie plana separa dos medios de índices de refracción distintos n1n_1 y n2n_2. Un rayo de luz incide desde el medio de índice n1n_1. Justifique brevemente si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a
El rayo incidente, el reflejado y el refractado están en el mismo plano.
b
Si n1>n2n_1 > n_2 se produce reflexión total para cualquier ángulo de incidencia.
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Ejercicio 2 · A · Problemas

2Opción A
3 puntos
Problemas
Un meteorito de 400 kg400\,\text{kg} de masa se dirige en caída libre hacia el centro de la Tierra. Sabiendo que cuando se encuentra a una altura de 500 km500\,\text{km} tiene una velocidad de 20 m/s20\,\text{m/s}, determine:
Datos
  • G=6,673⋅10−11 N m2/kg2G = 6{,}673 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2/\text{kg}^2
  • MTierra=5,98⋅1024 kgM_{\text{Tierra}} = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RTierra=6370 kmR_{\text{Tierra}} = 6370\,\text{km}
a
El peso del meteorito a dicha altura.1 pt
b
La energía mecánica o energía total del meteorito a dicha altura.1 pt
c
La velocidad con la que impactará sobre la superficie terrestre despreciando la fricción con la atmósfera.1 pt
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Ejercicio 2 · B · Cuestiones

2Opción B
1 punto
Cuestiones
Un satélite geoestacionario describe una órbita circular en torno a la Tierra. Determine la energía mecánica si la masa del satélite es 70 kg70\,\text{kg}.
Datos
  • G=6,673⋅10−11 N m2/kg2G = 6{,}673 \cdot 10^{-11}\,\text{N m}^2/\text{kg}^2
  • MTierra=5,98⋅1024 kgM_{\text{Tierra}} = 5{,}98 \cdot 10^{24}\,\text{kg}
  • RTierra=6370 kmR_{\text{Tierra}} = 6370\,\text{km}
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Ejercicio 2 · B · Problemas

2Opción B
3 puntos
Problemas
Dos partículas con cargas de +1 μC+1\,\mu\text{C} y de −1 μC-1\,\mu\text{C} están situadas en los puntos del plano XY de coordenadas (−1,0)(-1, 0) y (1,0)(1, 0), respectivamente. Sabiendo que las coordenadas están expresadas en metros, calcule:
Datos
  • K=9⋅109 N m2 C−2K = 9 \cdot 10^9\,\text{N m}^2\,\text{C}^{-2}
a
El vector campo eléctrico en el punto (0,3)(0, 3).1 pt
b
El potencial eléctrico en los puntos (1,1)(1, 1) y (3,3)(3, 3).1 pt
c
El trabajo realizado por el campo para llevar una carga de +1 C+1\,\text{C} desde el punto (1,1)(1, 1) al (3,3)(3, 3).1 pt
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Ejercicio 3 · Opción A

3Opción A
1 punto
Cuestiones
Explique qué son las líneas de campo eléctrico y las superficies equipotenciales. Dibuje esquemáticamente las líneas de campo y las superficies equipotenciales correspondientes a una carga puntual positiva.
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Ejercicio 3 · Opción B

3Opción B
1 punto
Cuestiones
Un protón que se mueve con velocidad constante en el sentido positivo del eje X penetra en una región del espacio donde hay un campo eléctrico E⃗=−3,5⋅105 i⃗ (N/C)\vec{E} = -3{,}5 \cdot 10^5\,\vec{i}\,(\text{N/C}) y un campo magnético B⃗=2 j⃗ (T)\vec{B} = 2\,\vec{j}\,(\text{T}). Determine el módulo de la velocidad que debe llevar el protón al penetrar en la región para que la atraviese a velocidad constante, sin ser desviado.
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Ejercicio 4 · Opción A

4Opción A
1 punto
Cuestiones
En una cierta región del espacio se mueve un protón a la velocidad de 1⋅104 km/h1 \cdot 10^4\,\text{km/h}. Calcule el momento lineal y la longitud de onda de De Broglie asociada a dicho protón.
Datos
  • h=6,63⋅10−34 J sh = 6{,}63 \cdot 10^{-34}\,\text{J s}
  • mp=1,67⋅10−27 kgm_p = 1{,}67 \cdot 10^{-27}\,\text{kg}
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Ejercicio 4 · Opción B

4Opción B
1 punto
Cuestiones
¿Qué se entiende por energía de enlace nuclear? Determine la energía de enlace por nucleón del 614C{}^{14}_{6}\text{C}, cuya masa atómica vale 14,0032 u14{,}0032\,\text{u}.
Datos
  • mprotoˊn=1,0073 um_{\text{protón}} = 1{,}0073\,\text{u}
  • mneutroˊn=1,0087 um_{\text{neutrón}} = 1{,}0087\,\text{u}
  • 1 u=931,5 MeV/c21\,\text{u} = 931{,}5\,\text{MeV}/c^2
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